მიმდინარე გვერდი: 1 (წიგნი სულ 26 გვერდი) [ხელმისაწვდომი საკითხავი ამონაწერი: 18 გვერდი]

A. A. Kamensky, E. A. Kriksunov, V. V. Pasechnik
ბიოლოგია. ზოგადი ბიოლოგია. 10-11 კლასები

შესავალი

იწყებ სასკოლო კურსის „ზოგადი ბიოლოგია“ სწავლას. ეს არის სასკოლო ბიოლოგიის კურსის ნაწილის პირობითი სახელწოდება, რომლის ამოცანაა ცოცხალი არსების ზოგადი თვისებების, მისი არსებობისა და განვითარების კანონების შესწავლა. ველური ბუნებისა და ადამიანის, როგორც მისი ნაწილის ასახვით, ბიოლოგია სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება სამეცნიერო და ტექნოლოგიურ პროგრესში და ხდება პროდუქტიული ძალა. ბიოლოგია ქმნის ახალ ტექნოლოგიას - ბიოლოგიურს, რომელიც უნდა გახდეს ახალი ინდუსტრიული საზოგადოების საფუძველი. ბიოლოგიურმა ცოდნამ ხელი უნდა შეუწყოს საზოგადოების თითოეულ წევრში ბიოლოგიური აზროვნებისა და ეკოლოგიური კულტურის ჩამოყალიბებას, რის გარეშეც შეუძლებელია ადამიანის ცივილიზაციის შემდგომი განვითარება.

§ 1. ბიოლოგიის განვითარების მოკლე ისტორია

1. რას სწავლობს ბიოლოგია?

2. რა ბიოლოგიური მეცნიერებები იცით?

3. რომელ ბიოლოგებს იცნობთ?

ბიოლოგია, როგორც მეცნიერება.თქვენ კარგად იცით, რომ ბიოლოგია სიცოცხლის მეცნიერებაა. ამჟამად იგი წარმოადგენს ცოცხალი ბუნების მეცნიერებათა მთლიანობას. ბიოლოგია სწავლობს სიცოცხლის ყველა გამოვლინებას: ცოცხალი ორგანიზმების სტრუქტურას, ფუნქციებს, განვითარებას და წარმოშობას, მათ ურთიერთობას ბუნებრივ თემებში გარემოსთან და სხვა ცოცხალ ორგანიზმებთან.

მას შემდეგ რაც ადამიანმა გააცნობიერა თავისი განსხვავება ცხოველთა სამყაროსგან, მან დაიწყო მის გარშემო არსებული სამყაროს შესწავლა. თავიდან მისი ცხოვრება ამაზე იყო დამოკიდებული. პირველყოფილ ადამიანებს სჭირდებოდათ სცოდნოდათ რომელი ცოცხალი ორგანიზმების ჭამა, წამლად გამოყენება, ტანსაცმლისა და საცხოვრებლის გასაკეთებლად და რომელი მათგანია შხამიანი ან საშიში.

ცივილიზაციის განვითარებასთან ერთად, ადამიანს შეეძლო ისეთი ფუფუნება მიეღო, როგორიცაა მეცნიერების კეთება საგანმანათლებლო მიზნებისთვის.

უძველესი ხალხების კულტურის კვლევებმა აჩვენა, რომ მათ ჰქონდათ ფართო ცოდნა მცენარეებისა და ცხოველების შესახებ და ფართოდ იყენებდნენ მათ ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

თანამედროვე ბიოლოგია არის რთული მეცნიერება, რომელსაც ახასიათებს სხვადასხვა ბიოლოგიური დისციპლინის იდეებისა და მეთოდების ურთიერთშეღწევა, ისევე როგორც სხვა მეცნიერებები - პირველ რიგში ფიზიკა, ქიმია და მათემატიკა.

თანამედროვე ბიოლოგიის განვითარების ძირითადი მიმართულებები.ამჟამად ბიოლოგიაში პირობითად შეიძლება გამოიყოს სამი მიმართულება.

პირველი, ეს კლასიკური ბიოლოგია. მას წარმოადგენენ ბუნებისმეტყველები, რომლებიც სწავლობენ ველური ბუნების მრავალფეროვნებას. ისინი ობიექტურად აკვირდებიან და აანალიზებენ ყველაფერს, რაც ხდება ველურ ბუნებაში, სწავლობენ ცოცხალ ორგანიზმებს და კლასიფიცირებენ მათ. არასწორია ვიფიქროთ, რომ კლასიკურ ბიოლოგიაში ყველა აღმოჩენა უკვე გაკეთებულია. XX საუკუნის მეორე ნახევარში. არა მხოლოდ მრავალი ახალი სახეობაა აღწერილი, არამედ აღმოაჩინეს დიდი ტაქსონები, სამეფოებამდე (პოგონოფორები) და სუპერსამეფოებამდეც კი (Archaebacteria, ან Archaea). ამ აღმოჩენებმა აიძულა მეცნიერები ახლებურად შეეხედათ ველური ბუნების განვითარების მთელ ისტორიას. ნამდვილი ბუნებისმეტყველებისთვის ბუნება თავისთავად ფასეულობაა. ჩვენი პლანეტის ყველა კუთხე მათთვის უნიკალურია. ამიტომ ისინი ყოველთვის იმათ შორის არიან, ვინც მწვავედ გრძნობს ჩვენს ირგვლივ ბუნების საფრთხეს და აქტიურად ეწევა მის ადვოკატირებას.

მეორე მიმართულება არის ევოლუციური ბიოლოგია. მე-19 საუკუნეში ბუნებრივი გადარჩევის თეორიის ავტორი ჩარლზ დარვინიდაიწყო როგორც ჩვეულებრივი ნატურალისტი: ის აგროვებდა, აკვირდებოდა, აღწერდა, მოგზაურობდა, ავლენდა ველური ბუნების საიდუმლოებებს. თუმცა, მისი მუშაობის მთავარი შედეგი, რამაც იგი ცნობილ მეცნიერად აქცია, იყო თეორია, რომელიც ხსნის ორგანულ მრავალფეროვნებას.

ამჟამად ცოცხალი ორგანიზმების ევოლუციის შესწავლა აქტიურად გრძელდება. გენეტიკისა და ევოლუციური თეორიის სინთეზმა გამოიწვია ე.წ ევოლუციის სინთეზური თეორია.მაგრამ ახლაც ბევრი გადაუჭრელი კითხვაა, რომლებზეც ევოლუციური მეცნიერები პასუხებს ეძებენ.

შეიქმნა მე-20 საუკუნის დასაწყისში. ჩვენი გამოჩენილი ბიოლოგი ალექსანდრე ივანოვიჩ ოპარინისიცოცხლის წარმოშობის პირველი მეცნიერული თეორია იყო წმინდა თეორიული. ამჟამად ამ პრობლემის ექსპერიმენტული კვლევები აქტიურად მიმდინარეობს და მოწინავე ფიზიკოქიმიური მეთოდების გამოყენების წყალობით უკვე გაკეთდა მნიშვნელოვანი აღმოჩენები და შეიძლება ახალი საინტერესო შედეგების მოლოდინი.

ჩარლზ დარვინი (1809-1882)

ალექსანდრე ივანოვიჩ ოპარინი (1894-1980)

ახალმა აღმოჩენებმა შესაძლებელი გახადა ანთროპოგენეზის თეორიის დამატება. მაგრამ ცხოველთა სამყაროდან ადამიანზე გადასვლა კვლავ რჩება ბიოლოგიის ერთ-ერთ ყველაზე დიდ საიდუმლოდ.

მესამე მიმართულება - ფიზიკური და ქიმიური ბიოლოგია, ცოცხალი ობიექტების სტრუქტურის შესწავლა თანამედროვე ფიზიკური და ქიმიური მეთოდების გამოყენებით. ეს არის ბიოლოგიის სწრაფად განვითარებადი სფერო, რომელიც მნიშვნელოვანია როგორც თეორიული, ასევე პრაქტიკული თვალსაზრისით. დარწმუნებით შეიძლება ითქვას, რომ ფიზიკურ და ქიმიურ ბიოლოგიაში ახალი აღმოჩენები გველოდება, რაც კაცობრიობის წინაშე არსებული მრავალი პრობლემის გადაჭრის საშუალებას მოგვცემს.

ბიოლოგიის, როგორც მეცნიერების განვითარება.თანამედროვე ბიოლოგია სათავეს იღებს ანტიკურ ხანაში და ასოცირდება ხმელთაშუა ზღვის ქვეყნებში ცივილიზაციის განვითარებასთან. ჩვენ ვიცით მრავალი გამოჩენილი მეცნიერის სახელი, რომლებმაც წვლილი შეიტანეს ბიოლოგიის განვითარებაში. მოდით დავასახელოთ მხოლოდ რამდენიმე მათგანი.

ჰიპოკრატე(460 - დაახლ. ძვ. წ. 370) მისცა პირველი შედარებით დეტალური აღწერა ადამიანისა და ცხოველების სტრუქტურის შესახებ, მიუთითა გარემოსა და მემკვიდრეობის როლზე დაავადებების გაჩენაში. იგი ითვლება მედიცინის ფუძემდებლად.

არისტოტელე(ძვ. წ. 384-322 წწ.) დაყო მიმდებარე სამყარო ოთხ სამეფოდ: დედამიწის, წყლისა და ჰაერის უსულო სამყარო; მცენარეთა სამყარო; ცხოველთა სამყარო და ადამიანთა სამყარო. მან აღწერა მრავალი ცხოველი, საფუძველი ჩაუყარა ტაქსონომიას. მის მიერ დაწერილი ოთხი ბიოლოგიური ტრაქტატი შეიცავდა თითქმის ყველა ინფორმაციას იმ დროისთვის ცნობილ ცხოველებზე. არისტოტელეს ღვაწლი იმდენად დიდია, რომ იგი ზოოლოგიის ფუძემდებლად ითვლება.

თეოფრასტე(ძვ.წ. 372–287) შეისწავლა მცენარეები. მან აღწერა 500-ზე მეტი მცენარის სახეობა, მისცა ინფორმაცია მრავალი მათგანის აგებულებისა და გამრავლების შესახებ, გააცნო მრავალი ბოტანიკური ტერმინი. იგი ითვლება ბოტანიკის ფუძემდებლად.

გაიუს პლინიუს უფროსი(23-79) შეაგროვა ინფორმაცია იმ დროისთვის ცნობილი ცოცხალი ორგანიზმების შესახებ და დაწერა ენციკლოპედიის 37 ტომი „ბუნებრივი ისტორია“. თითქმის შუა საუკუნეებამდე ეს ენციკლოპედია ბუნების შესახებ ცოდნის მთავარი წყარო იყო.

კლავდიუს გალენითავის სამეცნიერო კვლევებში ფართოდ იყენებდა ძუძუმწოვრების დისექციას. მან პირველმა გააკეთა ადამიანისა და მაიმუნის შედარებითი ანატომიური აღწერა. სწავლობდა ცენტრალურ და პერიფერიულ ნერვულ სისტემას. მეცნიერების ისტორიკოსები მას ანტიკურობის უკანასკნელ დიდ ბიოლოგად თვლიან.

შუა საუკუნეებში რელიგია იყო დომინანტური იდეოლოგია. სხვა მეცნიერებების მსგავსად, ბიოლოგიაც ამ პერიოდის განმავლობაში ჯერ კიდევ არ გამოჩენილა, როგორც დამოუკიდებელი სფერო და არსებობდა რელიგიური და ფილოსოფიური შეხედულებების ზოგად მაინსტრიმში. და მიუხედავად იმისა, რომ ცოცხალი ორგანიზმების შესახებ ცოდნის დაგროვება გაგრძელდა, ბიოლოგიაზე, როგორც მეცნიერებაზე იმ დროისთვის მხოლოდ პირობითად შეიძლება საუბარი.

რენესანსი არის გარდამავალი პერიოდი შუა საუკუნეების კულტურიდან თანამედროვეობის კულტურამდე. იმდროინდელ ფუნდამენტურ სოციალურ-ეკონომიკურ გარდაქმნებს თან ახლდა ახალი აღმოჩენები მეცნიერებაში.

ამ ეპოქის ყველაზე ცნობილი მეცნიერი ლეონარდო და ვინჩი(1452–1519) გარკვეული წვლილი შეიტანა ბიოლოგიის განვითარებაში.

მან შეისწავლა ფრინველთა ფრენა, აღწერა მრავალი მცენარე, სახსრებში ძვლების შეერთების გზები, გულის აქტივობა და თვალის ვიზუალური ფუნქცია, ადამიანის და ცხოველის ძვლების მსგავსება.

XV საუკუნის მეორე ნახევარში. საბუნებისმეტყველო მეცნიერებები იწყებს სწრაფად განვითარებას. ამას ხელი შეუწყო გეოგრაფიულმა აღმოჩენებმა, რამაც შესაძლებელი გახადა ცხოველებისა და მცენარეების შესახებ ინფორმაციის მნიშვნელოვნად გაფართოება. ცოცხალი ორგანიზმების შესახებ მეცნიერული ცოდნის სწრაფმა დაგროვებამ განაპირობა ბიოლოგიის დაყოფა ცალკეულ მეცნიერებებად.

XVI-XVII სს. სწრაფად დაიწყო განვითარება ბოტანიკამ და ზოოლოგიამ.

მიკროსკოპის გამოგონებამ (მე-17 საუკუნის დასაწყისში) შესაძლებელი გახადა მცენარეებისა და ცხოველების მიკროსკოპული სტრუქტურის შესწავლა. აღმოაჩინეს მიკროსკოპულად პატარა ცოცხალი ორგანიზმები, ბაქტერიები და პროტოზოები, შეუიარაღებელი თვალით უხილავი.

დიდი წვლილი შეიტანა ბიოლოგიის განვითარებაში კარლ ლინეუსი,შესთავაზა ცხოველებისა და მცენარეების კლასიფიკაციის სისტემა.

კარლ მაქსიმოვიჩ ბაერი(1792-1876) თავის ნაშრომებში ჩამოაყალიბა ჰომოლოგიური ორგანოების თეორიის ძირითადი დებულებები და ჩანასახის მსგავსების კანონი, რამაც ჩაუყარა ემბრიოლოგიის მეცნიერული საფუძველი.

კლავდიუს გალენი (დაახლოებით 130 - დაახლოებით 200 წ.)

კარლ ლინე (1707-1778)

1808 წელს ნაშრომში „ზოოლოგიის ფილოსოფია“. ჟან ბატისტ ლამარკიდასვა საკითხი ევოლუციური გარდაქმნების მიზეზებისა და მექანიზმების შესახებ და გამოკვეთა ევოლუციის პირველად თეორია.

ბიოლოგიის განვითარებაში უზარმაზარი როლი ითამაშა უჯრედის თეორიამ, რომელმაც მეცნიერულად დაადასტურა ცოცხალი სამყაროს ერთიანობა და ევოლუციის თეორიის წარმოშობის ერთ-ერთ წინაპირობად იქცა. Ჩარლზ დარვინი.უჯრედის თეორიის ავტორები ზოოლოგად ითვლებიან თეოდორ შვანი(1818–1882) და ბოტანიკა მათიას იაკობ შლაიდენი (1804–1881).

მრავალრიცხოვანი დაკვირვების საფუძველზე ჩარლზ დარვინმა 1859 წელს გამოაქვეყნა თავისი მთავარი ნაშრომი "სახეობათა წარმოშობის შესახებ ბუნებრივი გადარჩევის გზით, ან საყვარელი ჯიშების შენარჩუნება სიცოცხლისთვის ბრძოლაში", რომელშიც ჩამოაყალიბა თეორიის ძირითადი დებულებები. ევოლუცია, შემოგვთავაზა ევოლუციის მექანიზმები და ორგანიზმების ევოლუციური გარდაქმნების გზები.

მე-19 საუკუნეში მუშაობის წყალობით ლუი პასტერი (1822–1895), რობერტ კოხი (1843–1910), ილია ილიჩ მეჩნიკოვიმიკრობიოლოგია წარმოიშვა როგორც დამოუკიდებელი მეცნიერება.

მე-20 საუკუნე დაიწყო კანონების ხელახალი აღმოჩენით გრეგორ მენდელი,რამაც საფუძველი ჩაუყარა გენეტიკის, როგორც მეცნიერების განვითარებას.

XX საუკუნის 40-50-იან წლებში. ბიოლოგიაში დაიწყო ფართოდ გამოყენება ფიზიკის, ქიმიის, მათემატიკის, კიბერნეტიკისა და სხვა მეცნიერებების იდეებმა და მეთოდებმა, ხოლო მიკროორგანიზმები გამოიყენეს კვლევის ობიექტად. შედეგად წარმოიქმნა და სწრაფად განვითარდა ბიოფიზიკა, ბიოქიმია, მოლეკულური ბიოლოგია, რადიაციული ბიოლოგია, ბიონიკა და ა.შ.

ჟან ბატისტ ლამარკი (1774-1829)

ილია ილიჩ მეჩნიკოვი (1845-1916)

XX საუკუნეში. გამოყენებითი კვლევების მიმართულება - ბიოტექნოლოგია. ეს ტენდენცია უდავოდ სწრაფად განვითარდება 21-ე საუკუნეში. ამ მიმართულების შესახებ დაწვრილებით ბიოლოგიის განვითარებაში შეიტყობთ თავის „სელექციონირების საფუძვლები და ბიოტექნოლოგიის“ შესწავლისას.

ამჟამად ბიოლოგიური ცოდნა გამოიყენება ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროში: მრეწველობასა და სოფლის მეურნეობაში, მედიცინასა და ენერგეტიკაში.

ძალიან მნიშვნელოვანია ეკოლოგიური კვლევა. ჩვენ საბოლოოდ დავიწყეთ იმის გაცნობიერება, რომ ჩვენს პატარა პლანეტაზე არსებული დელიკატური წონასწორობა ადვილი დასანგრევია. კაცობრიობას მძიმე ამოცანის წინაშე დგას - ბიოსფეროს შენარჩუნება ცივილიზაციის არსებობისა და განვითარების პირობების შესანარჩუნებლად. მისი ამოხსნა ბიოლოგიური ცოდნისა და სპეციალური კვლევების გარეშე შეუძლებელია. ამრიგად, დღეისათვის ბიოლოგია იქცა რეალურ მწარმოებელ ძალად და რაციონალურ სამეცნიერო საფუძვლად ადამიანისა და ბუნების ურთიერთობისათვის.

გრეგორ მენდელი (1822-1884)

კლასიკური ბიოლოგია. ევოლუციური ბიოლოგია. ფიზიკური და ქიმიური ბიოლოგია.

1. ბიოლოგიის განვითარების რა მიმართულებებს შეგიძლიათ გამოყოთ?

2. ანტიკურობის რომელმა დიდმა მეცნიერებმა შეიტანეს მნიშვნელოვანი წვლილი ბიოლოგიური ცოდნის განვითარებაში?

3. რატომ იყო შუა საუკუნეებში ბიოლოგიაზე, როგორც მეცნიერებაზე საუბარი მხოლოდ პირობითად?

4. რატომ ითვლება თანამედროვე ბიოლოგია კომპლექსურ მეცნიერებად?

5. როგორია ბიოლოგიის როლი თანამედროვე საზოგადოებაში?

მოამზადეთ შეტყობინება ერთ-ერთ შემდეგ თემაზე:

1. ბიოლოგიის როლი თანამედროვე საზოგადოებაში.

2. ბიოლოგიის როლი კოსმოსურ კვლევაში.

3. ბიოლოგიური კვლევის როლი თანამედროვე მედიცინაში.

4. გამოჩენილი ბიოლოგების - ჩვენი თანამემამულეების როლი მსოფლიო ბიოლოგიის განვითარებაში.

რამდენად შეიცვალა მეცნიერთა შეხედულებები ცოცხალ არსებათა მრავალფეროვნების შესახებ, ამის ჩვენება ცოცხალი ორგანიზმების სამეფოებად დაყოფის მაგალითით შეიძლება.

XX საუკუნის 40-იან წლებში ყველა ცოცხალი ორგანიზმი დაიყო ორ სამეფოდ: მცენარეებად და ცხოველებად. მცენარეთა სამეფოში ასევე შედიოდა ბაქტერიები და სოკოები. მოგვიანებით, ორგანიზმების უფრო დეტალურმა შესწავლამ გამოიწვია ოთხი სამეფოს გამოყოფა: პროკარიოტები (ბაქტერიები), სოკოები, მცენარეები და ცხოველები. ეს სისტემა მოცემულია სკოლის ბიოლოგიაში.

1959 წელს შემოგვთავაზეს ცოცხალი ორგანიზმების სამყაროს დაყოფა ხუთ სამეფოდ: პროკარიოტები, პროტისტები (პროტოზოა), სოკოები, მცენარეები და ცხოველები.

ეს სისტემა ხშირად მოცემულია ბიოლოგიურ (განსაკუთრებით თარგმნილ) ლიტერატურაში.

სხვა სისტემები შემუშავდა და განაგრძობს განვითარებას, მათ შორის 20 ან მეტი სამეფო. მაგალითად, შემოთავაზებულია განასხვავოთ სამი სუპერსამეფო: პროკარიოტები, არქეა (არქებაქტერიები) და ევკარიოტები. თითოეული სამეფო მოიცავს რამდენიმე სამეფოს.

§ 2. კვლევის მეთოდები ბიოლოგიაში

1. რით განსხვავდება მეცნიერება რელიგიისა და ხელოვნებისგან?

2. რა არის მეცნიერების მთავარი მიზანი?

3. ბიოლოგიაში გამოყენებული კვლევის რა მეთოდები იცით?

მეცნიერება, როგორც ადამიანის საქმიანობის სფერო.მეცნიერება არის ადამიანის საქმიანობის ერთ-ერთი სფერო, რომლის მიზანია გარემომცველი სამყაროს შესწავლა და ცოდნა. მეცნიერული ცოდნისთვის აუცილებელია შეირჩეს გარკვეული სასწავლო ობიექტები, პრობლემები და მათი შესწავლის მეთოდები. თითოეულ მეცნიერებას აქვს საკუთარი კვლევის მეთოდები. თუმცა, როგორი მეთოდებიც არ უნდა იყოს გამოყენებული, ყველა მეცნიერისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანი პრინციპი ყოველთვის არის „არაფრის მიღება თავისთავად“. მეცნიერების მთავარი ამოცანაა სანდო ცოდნის სისტემის აგება ფაქტებზე და განზოგადებებზე, რომლებიც შეიძლება დადასტურდეს ან უარყოფილიყო. სამეცნიერო ცოდნა მუდმივად კითხვის ნიშნის ქვეშ დგება და მიიღება მხოლოდ საკმარისი მტკიცებულებებით. მეცნიერული ფაქტი (ბერძნული factum - შესრულებული) არის მხოლოდ ის, რისი რეპროდუცირება და დადასტურება შესაძლებელია.

მეცნიერული მეთოდი (ბერძნული მეთოდი - კვლევის გზა) არის ტექნიკისა და ოპერაციების ერთობლიობა, რომელიც გამოიყენება მეცნიერული ცოდნის სისტემის შესაქმნელად.

ბიოლოგიის განვითარების მთელი ისტორია ნათლად მიუთითებს იმაზე, რომ იგი განისაზღვრა ახალი კვლევის მეთოდების შემუშავებითა და გამოყენებით. ბიოლოგიურ მეცნიერებებში გამოყენებული კვლევის ძირითადი მეთოდებია აღწერითი, შედარებითი, ისტორიულიდა ექსპერიმენტული.

აღწერითი მეთოდი.მას ფართოდ იყენებდნენ უძველესი მეცნიერები, რომლებიც დაკავებულნი იყვნენ ფაქტობრივი მასალის შეგროვებითა და მისი აღწერით. დაკვირვებაზეა დამყარებული. თითქმის მე-18 საუკუნემდე. ბიოლოგები ძირითადად ცხოველებისა და მცენარეების აღწერით იყვნენ დაკავებულნი, ცდილობდნენ დაგროვილი მასალის პირველად სისტემატიზაციას. მაგრამ აღწერით მეთოდს დღეს არ დაუკარგავს თავისი მნიშვნელობა. მაგალითად, გამოიყენება ახალი სახეობების აღმოჩენისას ან თანამედროვე კვლევის მეთოდების გამოყენებით უჯრედების შესწავლისას.

შედარებითი მეთოდი.ამან შესაძლებელი გახადა ორგანიზმებსა და მათ ნაწილებს შორის მსგავსებისა და განსხვავებების დადგენა და გამოყენება დაიწყო მე-17 საუკუნეში. შედარებითი მეთოდის გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა მცენარეთა და ცხოველთა სისტემატიზაციისათვის საჭირო მონაცემების მოპოვება. მე-19 საუკუნეში იგი გამოიყენებოდა ფიჭური თეორიის შემუშავებაში და ევოლუციის თეორიის დასაბუთებაში, ასევე ამ თეორიაზე დაფუძნებული რიგი ბიოლოგიური მეცნიერებების რესტრუქტურიზაციაში. დღესდღეობით შედარებითი მეთოდი ასევე ფართოდ გამოიყენება ბიოლოგიურ მეცნიერებებში. თუმცა ბიოლოგიაში მხოლოდ აღწერითი და შედარებითი მეთოდები რომ ყოფილიყო გამოყენებული, მაშინ ის დარჩებოდა მეცნიერების დადგენის ჩარჩოებში.

ისტორიული მეთოდი.ეს მეთოდი ხელს უწყობს მიღებული ფაქტების გააზრებას, მათ შედარებას ადრე ცნობილ შედეგებთან. იგი ფართოდ გამოიყენებოდა XIX საუკუნის მეორე ნახევარში. ჩარლზ დარვინის ნაშრომების წყალობით, რომელმაც მისი დახმარებით მეცნიერულად დაასაბუთა ორგანიზმების გარეგნობისა და განვითარების ნიმუშები, მათი სტრუქტურებისა და ფუნქციების ფორმირება დროში და სივრცეში. ისტორიული მეთოდის გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა ბიოლოგიის გარდაქმნა აღწერილობითი მეცნიერებიდან მეცნიერებად, რომელიც განმარტავს, თუ როგორ წარმოიშვა მრავალფეროვანი ცოცხალი სისტემები და როგორ ფუნქციონირებს ისინი.

ექსპერიმენტული მეთოდი.ექსპერიმენტული მეთოდის გამოყენება ბიოლოგიაში დაკავშირებულია სახელთან უილიამ ჰარვი,რომელმაც ის გამოიყენა თავის კვლევებში სისხლის მიმოქცევის შესწავლაში. მაგრამ ბიოლოგიაში მისი ფართო გამოყენება მხოლოდ მე-19 საუკუნის დასაწყისიდან დაიწყო, პირველ რიგში ფიზიოლოგიური პროცესების შესწავლაში. ექსპერიმენტული მეთოდი იძლევა გამოცდილების დახმარებით ცხოვრების ამა თუ იმ ფენომენის შესწავლას.

ბიოლოგიაში ექსპერიმენტული მეთოდის დამტკიცებაში დიდი წვლილი შეიტანა გ.მენდელმა, რომელმაც შეისწავლა ორგანიზმების მემკვიდრეობა და ცვალებადობა, პირველმა გამოიყენა ექსპერიმენტი არა მხოლოდ შესწავლილი ფენომენების შესახებ მონაცემების მოსაპოვებლად, არამედ შესამოწმებლადაც. მიღებული შედეგების საფუძველზე ჩამოყალიბებული ჰიპოთეზა. გ.მენდელის ნაშრომი ექსპერიმენტული მეცნიერების მეთოდოლოგიის კლასიკურ ნიმუშად იქცა.

უილიამ ჰარვი (1578-1657)

XX საუკუნეში. ექსპერიმენტული მეთოდი გახდა წამყვანი ბიოლოგიაში. ეს შესაძლებელი გახდა ბიოლოგიური კვლევის ახალი ინსტრუმენტების (ელექტრონული მიკროსკოპი, ტომოგრაფი და სხვ.) გაჩენისა და ბიოლოგიაში ფიზიკისა და ქიმიის მეთოდების გამოყენების გამო.

ამჟამად, სხვადასხვა სახის მიკროსკოპია ფართოდ გამოიყენება ბიოლოგიურ ექსპერიმენტებში, მათ შორის ელექტრონული მიკროსკოპია ულტრა თხელი სექციების ტექნიკით, ბიოქიმიური მეთოდები, კულტივირების სხვადასხვა მეთოდები და უჯრედების კულტურებზე, ქსოვილებსა და ორგანოებზე in vivo დაკვირვება, ეტიკეტირებული ატომების მეთოდი, X. -სხივების დიფრაქციული ანალიზი, ულტრაცენტრფუგაცია, ქრომატოგრაფია და ა.შ. შემთხვევითი არ არის, რომ მე-20 საუკუნის მეორე ნახევარში. ბიოლოგიაში განვითარდა მთელი მიმართულება - უახლესი ინსტრუმენტების შექმნა და კვლევის მეთოდების შემუშავება.

სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ბიოლოგიურ კვლევებში მოდელირება,რომელიც ექსპერიმენტის უმაღლეს ფორმად ითვლება. ამრიგად, აქტიური მუშაობა მიმდინარეობს ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიოლოგიური პროცესების, ევოლუციის ძირითადი მიმართულებების, ეკოსისტემების განვითარების ან თუნდაც მთელი ბიოსფეროს კომპიუტერულ მოდელირებაზე (მაგალითად, გლობალური კლიმატური ან ტექნოგენური ცვლილებების შემთხვევაში).

ექსპერიმენტულმა მეთოდმა, სისტემურ-სტრუქტურულ მიდგომასთან ერთად, რადიკალურად შეცვალა ბიოლოგია, გააფართოვა მისი შემეცნებითი შესაძლებლობები და გახსნა ახალი გზები ბიოლოგიური ცოდნის გამოყენებისთვის ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროში.

მეცნიერული ფაქტი. მეცნიერული მეთოდი. კვლევის მეთოდები: აღწერითი, შედარებითი, ისტორიული, ექსპერიმენტული.

1. რა არის მეცნიერების მთავარი მიზანი და ამოცანა?

2. რატომ შეიძლება იმის მტკიცება, რომ ბიოლოგიის განვითარება განპირობებული იყო ახალი სამეცნიერო კვლევის მეთოდების შემუშავებითა და გამოყენებით?

3. რა მნიშვნელობა ჰქონდა აღწერით და შედარებით მეთოდებს ბიოლოგიის განვითარებისათვის?

4. რა არის ისტორიული მეთოდის არსი?

5. რატომ გახდა ექსპერიმენტული მეთოდი ყველაზე ფართოდ მე-20 საუკუნეში?

შემოგვთავაზეთ კვლევის მეთოდები, რომლებსაც გამოიყენებთ ნებისმიერ ეკოსისტემაზე (წყლის სხეული, ტყე, პარკი და ა.შ.) ანთროპოგენური ზემოქმედების შესწავლისას.

შემოგვთავაზეთ 21-ე საუკუნეში ბიოლოგიის განვითარების რამდენიმე ვარიანტი.

რა დაავადებებს, თქვენი აზრით, დაამარცხებს კაცობრიობა მოლეკულური ბიოლოგიის, იმუნოლოგიის, გენეტიკის მეთოდების გამოყენებით პირველ რიგში.

სამეცნიერო კვლევა, როგორც წესი, რამდენიმე ეტაპისგან შედგება (ნახ. 1). ფაქტების შეგროვების საფუძველზე ყალიბდება პრობლემა. მის მოსაგვარებლად, ჰიპოთეზები (ბერძნული ჰიპოთეზა - ვარაუდი). ყოველი ჰიპოთეზა ექსპერიმენტულად შემოწმდება ახალი ფაქტების მოპოვების პროცესში. თუ მოპოვებული ფაქტები ეწინააღმდეგება ჰიპოთეზას, მაშინ იგი უარყოფილია. თუ ჰიპოთეზა შეესაბამება ფაქტებს და საშუალებას გაძლევთ გააკეთოთ სწორი პროგნოზები, მაშინ ის შეიძლება გახდეს თეორია (ბერძნული თეორია - კვლევა). თუმცა, ჭეშმარიტი თეორიაც კი, როგორც ახალი ფაქტები გროვდება, შეიძლება გადაიხედოს და დაიხვეწოს. კარგი მაგალითია ევოლუციის თეორია.

ზოგიერთი თეორია უნდა დაამყაროს კავშირი სხვადასხვა ფენომენებს შორის. Ეს არის რეგულაციებიდა კანონები.

არსებობს გამონაკლისი წესები, მაგრამ კანონები ყოველთვის მოქმედებს. მაგალითად, ენერგიის შენარჩუნების კანონი მოქმედებს როგორც ცოცხალ, ისე უსულო ბუნებაზე.

ბრინჯი. 1. სამეცნიერო კვლევის ძირითადი ეტაპები

§ 3. სიცოცხლის არსი და ცოცხალთა თვისებები

1. რა არის სიცოცხლე?

2. რა ითვლება ცოცხალის სტრუქტურულ და ფუნქციურ ერთეულად?

3. ცოცხალი არსებების რა თვისებები იცით?

ცხოვრების არსი. თქვენ უკვე იცით, რომ ბიოლოგია არის სიცოცხლის მეცნიერება. მაგრამ რა არის ცხოვრება?

გერმანელი ფილოსოფოსის ფრიდრიხ ენგელსის კლასიკური განმარტება: ”სიცოცხლე არის ცილოვანი სხეულების არსებობის გზა, რომლის არსებითი მომენტი არის ნივთიერებების მუდმივი გაცვლა მათ გარემომცველ გარე ბუნებასთან და ამ მეტაბოლიზმის შეწყვეტასთან ერთად სიცოცხლეც ჩერდება. , რომელიც იწვევს ცილის დაშლას“ - ასახავს XIX საუკუნის მეორე ნახევრის ბიოლოგიური ცოდნის დონეს.

XX საუკუნეში. მრავალი მცდელობა გაკეთდა ცხოვრების განსაზღვრისთვის, რაც ასახავს ამ პროცესის სირთულეს.

ყველა განმარტება შეიცავდა შემდეგ პოსტულატებს, რომლებიც ასახავს ცხოვრების არსს:

– სიცოცხლე მატერიის მოძრაობის განსაკუთრებული ფორმაა;

- სიცოცხლე არის ნივთიერებათა ცვლა და ენერგია ორგანიზმში;

- სიცოცხლე ორგანიზმში სასიცოცხლო აქტივობაა;

- სიცოცხლე არის ორგანიზმების თვითრეპროდუქცია, რაც უზრუნველყოფილია გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემით თაობიდან თაობაში.

სიცოცხლე მატერიის მოძრაობის უმაღლესი ფორმაა მისი არსებობის ფიზიკურ და ქიმიურ ფორმებთან შედარებით.

ყველაზე ზოგადი გაგებით ცხოვრებაშეიძლება განისაზღვროს როგორც აქტიური, მიმდინარეობს გარედან მიღებული ენერგიის ხარჯვით, ბიოპოლიმერებისგან შემდგარი სპეციფიკური სტრუქტურების შენარჩუნება და თვითრეპროდუქცია - ცილები და ნუკლეინის მჟავები.

არც ნუკლეინის მჟავები და არც ცილები იზოლირებული არ არის სიცოცხლის სუბსტრატი. ისინი სიცოცხლის სუბსტრატს ხდებიან მხოლოდ მაშინ, როცა უჯრედებში არიან განლაგებული და ფუნქციონირებენ. უჯრედების გარეთ - ეს არის ქიმიური ნაერთები.

რუსი ბიოლოგის ვოლკენშტეინის განმარტებით, "დედამიწაზე არსებული ცოცხალი სხეულები არის ღია თვითრეგულირებადი და თვითრეპროდუცირებადი სისტემები, რომლებიც აგებულია ბიოპოლიმერებისგან - ცილებისგან და ნუკლეინის მჟავებისგან".

ცოცხალთა თვისებები. ცოცხალ არსებებს აქვს მრავალი საერთო თვისება. ჩამოვთვალოთ ისინი.

1. ქიმიური შემადგენლობის ერთიანობა.ცოცხალი არსებები იქმნება იგივე ქიმიური ელემენტებით, როგორც უსულო ობიექტები, მაგრამ ცოცხალ არსებებში მასის 90% მოდის ოთხ ელემენტზე: C, O, N, H, რომლებიც მონაწილეობენ რთული ორგანული მოლეკულების ფორმირებაში, როგორიცაა ცილები, ნუკლეინის მჟავები, ნახშირწყლები, ლიპიდები.

2. სტრუქტურული ორგანიზაციის ერთიანობა.უჯრედი არის ერთიანი სტრუქტურული და ფუნქციური ერთეული, ასევე დედამიწის თითქმის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის განვითარების ერთეული. ვირუსები გამონაკლისია, მაგრამ მათშიც კი ცოცხალი არსების თვისებები ვლინდება მხოლოდ უჯრედში ყოფნისას. უჯრედის გარეთ სიცოცხლე არ არსებობს.

3. გახსნილობა.ყველა ცოცხალი ორგანიზმი არის ღია სისტემები ე.ი. სისტემები, რომლებიც სტაბილურია მხოლოდ გარემოდან ენერგიისა და მატერიის უწყვეტი მიწოდების პირობებში.

4. მეტაბოლიზმი და ენერგია.ყველა ცოცხალ ორგანიზმს შეუძლია გაცვალოს ნივთიერებები გარემოსთან. მეტაბოლიზმი ხორციელდება ორი ურთიერთდაკავშირებული პროცესის შედეგად: ორგანიზმში ორგანული ნივთიერებების სინთეზი (ენერგიის გარეგანი წყაროების გამო - მსუბუქი და საკვები) და რთული ორგანული ნივთიერებების დაშლის პროცესი ენერგიის გამოყოფით, რომელიც შემდეგ მოიხმარება. სხეულის მიერ.

მეტაბოლიზმი უზრუნველყოფს ქიმიური შემადგენლობის მუდმივობას გარემო პირობების მუდმივად ცვალებადობაში.

5. თვითრეპროდუქცია(რეპროდუქცია). თვითგამრავლების უნარი ყველა ცოცხალი ორგანიზმის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა. იგი ეფუძნება ინფორმაციას ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის სტრუქტურისა და ფუნქციების შესახებ, რომელიც ჩართულია ნუკლეინის მჟავებში და უზრუნველყოფს ცოცხალი ორგანიზმის სტრუქტურისა და სიცოცხლის სპეციფიკას.

6. თვითრეგულირება.ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმი ექვემდებარება მუდმივად ცვალებად გარემო პირობებს. ამავდროულად, აუცილებელია გარკვეული პირობები უჯრედებში სასიცოცხლო პროცესების ნაკადისთვის. თვითრეგულირების მექანიზმების წყალობით, შენარჩუნებულია სხეულის შიდა გარემოს შედარებითი მუდმივობა, ანუ შენარჩუნებულია ქიმიური შემადგენლობის მუდმივობა და ფიზიოლოგიური პროცესების მიმდინარეობის ინტენსივობა (სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, შენარჩუნებულია ჰომეოსტაზი: ბერძნული homoios - იგივე და stasis - მდგომარეობა).

7. განვითარება და ზრდა.ინდივიდუალური განვითარების (ონტოგენეზის) პროცესში თანდათან და თანმიმდევრულად ვლინდება ორგანიზმის ინდივიდუალური თვისებები და მიმდინარეობს მისი ზრდა. გარდა ამისა, ყველა ცოცხალი სისტემა ვითარდება - ისინი იცვლებიან ისტორიული განვითარების (ფილოგენეზის) მსვლელობისას.

8. გაღიზიანებადობა.ნებისმიერ ცოცხალ ორგანიზმს შეუძლია შერჩევით რეაგირება მოახდინოს გარე და შინაგან გავლენებზე.

9. მემკვიდრეობა და ცვალებადობა.თაობათა უწყვეტობა უზრუნველყოფილია მემკვიდრეობითობით. შთამომავლები არ არიან მშობლების ასლები მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შეცვლის უნარის გამო - ცვალებადობა.

ზემოთ ჩამოთვლილი ზოგიერთი თვისება შეიძლება ასევე იყოს თანდაყოლილი უსულო ბუნებაში. მაგალითად, კრისტალები გაჯერებული მარილის ხსნარში შეიძლება "გაიზარდოს". თუმცა, ამ ზრდას არ გააჩნია ის ხარისხობრივი და რაოდენობრივი პარამეტრები, რომლებიც თან ახლავს ცოცხალი არსებების ზრდას.

ანთებულ სანთელს ასევე ახასიათებს მეტაბოლიზმის და ენერგიის გარდაქმნის პროცესები, მაგრამ მას არ შეუძლია თვითრეგულირება და თვითრეპროდუქცია.

აქედან გამომდინარე, ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი თვისება მათში აგრეგატებიდამახასიათებელია მხოლოდ ცოცხალი ორგანიზმებისთვის.

Ცხოვრება. ღია სისტემა.

1. რატომ არის ძალიან რთული „სიცოცხლის“ ცნების განსაზღვრა?

2. რა განსხვავებაა ცოცხალი ორგანიზმებისა და უსულო ბუნების საგნების ქიმიურ ორგანიზაციას შორის?

3. რატომ უწოდებენ ცოცხალ ორგანიზმებს ღია სისტემებს?

4. რა ფუნდამენტური განსხვავებაა ცოცხალ ორგანიზმებში მეტაბოლურ პროცესებსა და უსულო ბუნებას შორის?

5. რა როლი აქვს ცვალებადობას და მემკვიდრეობას ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლის განვითარებაში?

შეადარეთ ზრდის, გამრავლების და მეტაბოლიზმის პროცესების არსი უსულო ბუნებაში და ცოცხალ ორგანიზმებში.

მოიყვანეთ ცოცხალი ორგანიზმისთვის დამახასიათებელი თვისებების მაგალითები, რომლებიც შეიძლება შეინიშნოს უსულო ობიექტებში.

ორგანიზმი(ლათ. organizo - ვაწყობ) არის ინდივიდი, ინდივიდი (ლათ. individuus - განუყოფელი), დამოუკიდებლად ურთიერთქმედებს თავის გარემოსთან. ტერმინი „ორგანიზმი“ ადვილად გასაგებია, მაგრამ ცალსახად განსაზღვრა თითქმის შეუძლებელია. ორგანიზმი შეიძლება შედგებოდეს ერთი უჯრედისაგან და შეიძლება იყოს მრავალუჯრედიანი. სხვადასხვა კოლონიური ორგანიზმები შეიძლება შედგებოდეს ჰომოგენური ორგანიზმებისგან, როგორიცაა ვოლვოქსი, ან იყოს უაღრესად დიფერენცირებული ინდივიდების კომპლექსი, რომლებიც ქმნიან ერთ მთლიანობას, როგორიცაა პორტუგალიელი ომის კაცი, კოლონიური ნაწლავის ცხოველი. ზოგჯერ ერთმანეთისგან გამოყოფილი ინდივიდებიც კი ქმნიან ჯგუფებს, რომლებიც განსხვავდებიან გარკვეული ინდივიდუალური თვისებებით: მაგალითად, ფუტკრებში, ისევე როგორც სხვა სოციალურ მწერებში, ოჯახს აქვს ორგანიზმის მთელი რიგი თვისებები.

უჯრედი

ამ განყოფილებაში აუცილებელია განვსაზღვროთ "უჯრედის" ცნება, აღვნიშნოთ, რომ იგი აღმოაჩინეს მიკროსკოპის გამოყენებით და მიკროსკოპული ტექნოლოგიის გაუმჯობესებამ შესაძლებელი გახადა მათი ფორმების მრავალფეროვნების, სტრუქტურის სირთულის გამოვლენა. ბირთვი, უჯრედების გაყოფის პროცესი და სხვ. დაასახელეთ უჯრედების შესწავლის სხვა მეთოდები: დიფერენცირებული ცენტრიფუგაცია, ელექტრონული მიკროსკოპია, ავტორადიოგრაფია, ფაზის კონტრასტული მიკროსკოპია, რენტგენის დიფრაქციული ანალიზი; ეჩვენებინა თუ რას ეფუძნებოდა ეს მეთოდები და რისი გარკვევა მოახერხეს მათი დახმარებით.

ყველა ცოცხალი ორგანიზმის (მცენარეებისა და ცხოველების) მთავარი სტრუქტურული ელემენტია უჯრედი. მონიშნე, ვინც პირველად ჩამოაყალიბა უჯრედის თეორიაიცის მისი პოზიცია. უჯრედის ძირითადი კომპონენტებია: გარე უჯრედის მემბრანა, ციტოპლაზმა და ბირთვი.

ნაწილი ბიოლოგიური მემბრანამოიცავს ლიპიდებს, რომლებიც ქმნიან მემბრანის საფუძველს და მაღალი მოლეკულური წონის ცილებს. გაითვალისწინეთ ლიპიდური მოლეკულების პოლარობა და რა პოზიციის დაკავება შეუძლიათ ცილებს ლიპიდებთან მიმართებაში. ბიოლოგიური მემბრანის თანამედროვე მოდელმა შეიძინა სახელწოდება „უნივერსალური სითხე-მოზაიკის მოდელი“. გააფართოვეთ ეს კონცეფცია. აღწერეთ მემბრანის ნაწილები: სუპრამემბრანული კომპლექსი, თავად მემბრანა და სუბმემბრანული კომპლექსი. ახსენით ბიოლოგიური მემბრანის ფუნქციები.

მემბრანის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ფუნქციაა ნივთიერებების გადატანა უჯრედიდან უჯრედში. აღწერეთ ნივთიერებების მემბრანის მეშვეობით ტრანსპორტირების სახეები: პასიური და აქტიური. მიუთითეთ, რომ პასიური ტრანსპორტი მოიცავს: ოსმოსს, დიფუზიას, ფილტრაციას. განსაზღვრეთ ეს ცნებები და მოიყვანეთ ორგანიზმში პასიური ტრანსპორტით განხორციელებული ფიზიოლოგიური პროცესების მაგალითები. აქტიური ტრანსპორტი მოიცავს: ნივთიერებების გადატანას გადამზიდავი ფერმენტების, იონური ტუმბოების მონაწილეობით. მექანიზმის გამოვლენა კალიუმ-ნატრიუმის ტუმბოს მუშაობის მაგალითზე. ასევე არსებობს უჯრედის მემბრანის მიერ ნივთიერებების აქტიური დაჭერა: ფაგოციტოზი და პინოციტოზი. განსაზღვრეთ ეს ტერმინები და მოიყვანეთ მაგალითები. მიუთითეთ ფუნდამენტური განსხვავება აქტიურ ტრანსპორტსა და პასიურ ტრანსპორტს შორის.

AT ციტოპლაზმაგანასხვავებენ ჰიალოპლაზმას ან მატრიქსს - ეს არის უჯრედის შიდა გარემო. გაითვალისწინეთ, რომ ციტოპლაზმის გარე ფენას, ანუ ექტოპლაზმას აქვს უფრო მაღალი სიმკვრივე და მოკლებულია გრანულებს. ხაზგასმით აღვნიშნო, რომ ექტოპლაზმა იქცევა როგორც კოლოიდი, რომელსაც შეუძლია გადავიდეს გელის მდგომარეობიდან სოლში და პირიქით. ახსენით ეს ტერმინები. მიეცით მატრიცაში მიმდინარე პროცესების მაგალითები. შეიცავს ორგანელებს და ჩანართებს. იცოდე რა არის ორგანელები. გამოყავით ზოგადი და განსაკუთრებული მნიშვნელობის ორგანელები. პირველები მოიცავს: ენდოპლაზმურ რეტიკულუმს; ლამელარული კომპლექსი, მიტოქონდრია, რიბოსომები, პოლისომები, ლიზოსომები, უჯრედის ცენტრი, მიკროსხეულები, მიკროტუბულები, მიკროფილამენტები. აღწერეთ ამ ორგანელების სტრუქტურა და ფუნქცია. მიეცით სპეციალური დანიშნულების ორგანელების მაგალითები, მიუთითეთ მათი ფუნქციები. განსაზღვრეთ ცნება - უჯრედის ჩანართები, მიუთითეთ ჩანართების ტიპები, მოიყვანეთ მაგალითები.

ბირთვი.გაითვალისწინეთ ბირთვის მთავარი ფუნქცია - მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა. ბირთვის კომპონენტებია ბირთვული მემბრანა, ნუკლეოპლაზმა (ბირთვული წვენი), ნუკლეოლი (ერთი ან ორი), ქრომატინის გროვა (ქრომოსომა). ხაზს უსვამს ევკარიოტული უჯრედის ბირთვული მემბრანის მნიშვნელობას - მემკვიდრეობითი მასალის (ქრომოსომების) გამოყოფას ციტოპლაზმიდან, რომელშიც მიმდინარეობს სხვადასხვა მეტაბოლური რეაქციები. მიუთითეთ რამდენი ბიოლოგიური გარსისგან შედგება ბირთვული მემბრანა და რა ფუნქციები აქვს მას. გაითვალისწინეთ, რომ ნუკლეოპლაზმის საფუძველია ცილები, მათ შორის ფიბრილარული. იგი შეიცავს ნუკლეინის მჟავების და რიბოზომების სინთეზისთვის აუცილებელ ფერმენტებს. ნუკლეოლები არის ბირთვის არასტაბილური სტრუქტურები, ისინი ქრება უჯრედის გაყოფის დასაწყისში და ხელახლა ჩნდება მისი დასასრულისკენ. მიუთითეთ რა შედის ნუკლეოლების შემადგენლობაში და რა ფუნქცია აქვს მათ.

ქრომოსომა.მიუთითეთ, რომ ქრომოსომა შედგება დნმ-ისგან, რომელიც გარშემორტყმულია ორი ტიპის ცილებით: ჰისტონი (ძირითადი) და არაჰისტონი (მჟავე). გაითვალისწინეთ, რომ ქრომოსომა შეიძლება იყოს ორ სტრუქტურულ და ფუნქციურ მდგომარეობაში: სპირალიზებული და დესპირალიზებული. იცოდეთ ქრომოსომის ამ ორი მდგომარეობიდან რომელი მუშაობს და რას ნიშნავს. მიუთითეთ უჯრედების ცხოვრების რომელ პერიოდში ხდება ქრომოსომა სპირალიზებული და ნათლად ჩანს მიკროსკოპის ქვეშ. იცოდეთ ქრომოსომის სტრუქტურა, ქრომოსომების ტიპები, რომლებიც განსხვავდებიან პირველადი შეკუმშვის ადგილმდებარეობით.

ცოცხალი არსებების უმეტესობის ორგანიზმებს აქვთ უჯრედული სტრუქტურა. ორგანული სამყაროს ევოლუციის პროცესში შეირჩა უჯრედი, როგორც ელემენტარული სისტემა, რომელშიც შესაძლებელია ცოცხალთა ყველა კანონის გამოვლინება. უჯრედული სტრუქტურის მქონე ორგანიზმები იყოფა პრე-ბირთვულ, ტიპიური ბირთვის (ან პროკარიოტების) გარეშე და ტიპიური ბირთვის (ან ევკარიოტების) მქონე ორგანიზმებად. მიუთითეთ რომელი ორგანიზმებია პროკარიოტები და რომელი ევკარიოტები.

ბიოლოგიური სისტემის ორგანიზების გასაგებად აუცილებელია უჯრედის მოლეკულური შემადგენლობის ცოდნა. უჯრედის შემადგენელი ელემენტების შემცველობის მიხედვით ისინი იყოფა სამ ჯგუფად: მაკროელემენტები, მიკროელემენტები და ულტრამიკროელემენტები. მიეცით თითოეული ჯგუფის შემადგენელი ელემენტების მაგალითები, დაახასიათეთ ძირითადი არაორგანული კომპონენტების როლი უჯრედის ცხოვრებაში. ცოცხალი არსების ქიმიური კომპონენტები იყოფა არაორგანულ (წყალი, მინერალური მარილები) და ორგანულ (ცილები, ნახშირწყლები, ლიპიდები, ნუკლეინის მჟავები). რამდენიმე გამონაკლისის გარდა (ძვლისა და კბილის მინანქარი), წყალი უჯრედების უპირატესი კომპონენტია. იცოდეთ წყლის თვისებები, რა ფორმებით არის წყალი უჯრედში, დაახასიათოთ წყლის ბიოლოგიური მნიშვნელობა. უჯრედში ორგანული ნივთიერებების შემცველობის მიხედვით პირველ ადგილს ცილები იკავებს. ცილების შემადგენლობის დასახასიათებლად, ცილების სივრცითი ორგანიზაცია (პირველადი, მეორადი, მესამეული, მეოთხეული სტრუქტურები), ცილების როლი ორგანიზმში. ნახშირწყლები იყოფა 3 კლასად: მონოსაქარიდები, დისაქარიდები და პოლისაქარიდები. იცოდე ნახშირწყლების ქიმიური შემადგენლობა და კლასიფიკაციის კრიტერიუმები. მიეცით კლასის ყველაზე მნიშვნელოვანი წარმომადგენლების მაგალითები და დაახასიათეთ მათი როლი უჯრედის ცხოვრებაში. ლიპიდებს ახასიათებთ უდიდესი ქიმიური მრავალფეროვნება. ტერმინი "ლიპიდები" მოიცავს ცხიმებს და ცხიმის მსგავს ნივთიერებებს - ლიპოიდებს. ცხიმებიარის ცხიმოვანი მჟავების და ალკოჰოლის ეთერები. იცოდე ლიპიდების და ლიპოიდების ქიმიური შემადგენლობა. ხაზი გაუსვით ძირითად ფუნქციებს: ტროფიკულ, ენერგეტიკულ და სხვა ფუნქციებს, რომლებიც უნდა დახასიათდეს. ორგანული ნივთიერებების დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია დაუყოვნებლივ არ გამოიყენება უჯრედებში სამუშაოდ, მაგრამ პირველად ინახება მაღალი ენერგიის შუალედური ნაერთის - ადენოზინტრიფოსფატის (ATP) სახით. იცოდე ატფ-ის ქიმიური შემადგენლობა. ახსენით რა არის AMP და ADP. გააფართოვეთ „მაკროერგიული კავშირის“ ცნება. მიუთითეთ რომელ პროცესებში წარმოიქმნება ADP და AMP და როგორ იქმნება ATP, რა არის ამ პროცესების ენერგეტიკული ღირებულება. მოიყვანეთ ფიზიოლოგიური პროცესების მაგალითები, რომლებიც საჭიროებენ დიდ ენერგიას.

მოგეხსენებათ, გენეტიკური ინფორმაციის მცველი ქრომოსომაა. ისინი შედგება ნუკლეინის მჟავისგან - დნმ და ორი სახის ცილისგან. საუბარი დნმ-ზე. იცოდე დნმ-ის ქიმიური შემადგენლობა. მიუთითეთ რა არის მისი მონომერი - ნუკლეოტიდიდაასახელეთ ნუკლეოტიდების ტიპები. დნმ-ის სივრცითი მოდელის დახასიათება, დნმ-ის მოლეკულის ჯაჭვების კომპლემენტარობის და ანტიპარალელიზმის ცნებების ახსნა. აღწერეთ დნმ-ის თვისებები და ფუნქციები. გაითვალისწინეთ, რომ ნუკლეინის მჟავები ასევე შეიცავს რიბონუკლეინის მჟავების სამ ტიპს: i-RNA, r-RNA, t-RNA. იცოდეთ რნმ-ის ქიმიური შემადგენლობა. მიუთითეთ განსხვავება რნმ ნუკლეოტიდებსა და დნმ ნუკლეოტიდებს შორის. სამივე ტიპის რიბონუკლეინის მჟავების ფუნქციების გამოვლენა.

უჯრედში ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებებია ფერმენტები. ისინი ახორციელებენ ქიმიურ რეაქციებს. აუცილებელია ფერმენტების ასეთ თვისებებზე შეჩერება; როგორც მოქმედების სპეციფიკა, აქტივობა მხოლოდ გარკვეულ გარემოში და გარკვეულ ტემპერატურაზე, მოქმედების მაღალი ეფექტურობა მათი მცირე შემცველობით. გააფართოვეთ ეს დებულებები და მოიყვანეთ მაგალითები. ამჟამად, მათი სტრუქტურიდან გამომდინარე, ფერმენტები იყოფა ორ ძირითად ჯგუფად: სრულად ცილოვანი ფერმენტები და ფერმენტები, რომლებიც შედგება ორი ნაწილისგან: აპოენზიმი და კოენზიმი. გააფართოვეთ ეს ცნებები, მოიყვანეთ კოენზიმების მაგალითები. იცოდეთ რა არის ფერმენტის აქტიური ადგილი. კატალიზებული რეაქციების ტიპის მიხედვით ფერმენტები იყოფა 6 ძირითად ჯგუფად: ოქსირედუქტაზები, ტრანსფერაზები, ჰიდროლაზები, ლიაზები, იზომერაზები, ლიგაზები. ახსენით ამ ფერმენტების მოქმედების მექანიზმი და მოიყვანეთ მაგალითები.

ყველა ჰეტეროტროფული ორგანიზმი საბოლოოდ იღებს ენერგიას რედოქსული რეაქციების შედეგად, ე.ი. ისეთები, რომლებშიც ელექტრონები გადადიან ელექტრონების დონორ-რედუქტორებიდან ელექტრონის მიმღებებში - ოქსიდიზატორებში. დისიმილაციის მეთოდის მიხედვით ორგანიზმები იყოფა ანაერობულ და აერობულად. ენერგეტიკული ცვლა აერობულ ორგანიზმებში შედგება სამი ეტაპისგან: მოსამზადებელი, რომელიც მიმდინარეობს კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში ან უჯრედში ლიზოსომური ფერმენტების მოქმედებით; ანოქსიური (ან ანაერობული), რომელიც ხდება ციტოპლაზმის მატრიქსში და ჟანგბადი, რომელიც ადგილს იკავებს მიტოქონდრიაში. მიეცით ყველა ეტაპის დეტალური აღწერა, მიუთითეთ რა არის ამ ეტაპების ენერგეტიკული ღირებულება, რა არის ენერგეტიკული ცვლის საბოლოო პროდუქტები აერობულ ორგანიზმებში. ანაერობული დისიმილაციის მეთოდით არ არსებობს ჟანგბადის სტადია და ენერგეტიკულ ცვლას ანაერობებში ეწოდება "ფერმენტაცია". მიუთითეთ როგორია სუნთქვის პროგრესირებადი ხასიათი დუღილთან შედარებით; რა არის დუღილის დროს დისიმილაციის საბოლოო პროდუქტები. მოიყვანეთ აერობული და ანაერობული (ავალდებულო და ფაკულტატური) ორგანიზმების მაგალითები.

დედამიწაზე სიცოცხლე მთლიანად დამოკიდებულია მცენარეთა ფოტოსინთეზზე, რომელიც აწვდის ორგანულ ნივთიერებებს და O 2-ს ყველა ორგანიზმს. ფოტოსინთეზი გარდაქმნის სინათლის ენერგიას ქიმიურ ბმის ენერგიად. მიეცით ფოტოსინთეზის პროცესის განმარტება, გაითვალისწინეთ K.A. Timiryazev– ის მუშაობის მნიშვნელობა. ფოტოსინთეზი ტარდება მხოლოდ მცენარეებში, რომლებსაც აქვთ პლასტიდები - ქლოროპლასტები. იცოდე ქლოროპლასტების აგებულება, მათი ქიმიური შემადგენლობა, მისცეს ფოტოსინთეზის პროცესისთვის აუცილებელი ქლოროფილის და კაროტინოიდების ფიზიკურ-ქიმიური მახასიათებლები. ფოტოსინთეზს ორი ეტაპი აქვს: ღია და ბნელი. აღწერეთ სინათლის ეტაპი, გაითვალისწინეთ წყლის ფოტოლიზის მნიშვნელობა და მიუთითეთ ფოტოსინთეზის ამ ფაზის შედეგები. დაახასიათეთ ბნელი ეტაპი და აღნიშნეთ, რომ მასში, ენერგიისა და CO2-ის გამოყენებით, რთული რეაქციების შედეგად სინთეზირდება ნახშირწყლები, კერძოდ სახამებელი. ახსენით ფოტოსინთეზის მნიშვნელობა სოფლის მეურნეობისთვის.

ჰეტეროტროფულ ორგანიზმებში პლასტიკური მეტაბოლიზმის მაგალითია ცილის ბიოსინთეზი. ორგანიზმში ყველა ძირითადი პროცესი დაკავშირებულია ცილებთან და თითოეულ უჯრედში ხდება ამ უჯრედისთვის დამახასიათებელი და უჯრედის სიცოცხლის მოცემულ პერიოდში აუცილებელი ცილების მუდმივი სინთეზი. ცილის მოლეკულის შესახებ ინფორმაცია დაშიფრულია დნმ-ის მოლეკულაში ტრიპლეტების ან კოდოგენების გამოყენებით. განსაზღვრეთ ტერმინები სამეული, გენეტიკური კოდი. გამოავლინეთ გენეტიკური კოდის მახასიათებლები - უნივერსალურობა, სამეული, წრფივობა, გადაგვარება ან ზედმეტობა, გადახურვა. ცილების ბიოსინთეზში გამოყოფენ სამ ეტაპს - ტრანსკრიფცია, პოსტტრანსკრიპციული პროცესები და ტრანსლაცია. ასახეთ თითოეული ეტაპის არსი, თანმიმდევრობა და ადგილი. იცოდეთ, რატომ წარმოიქმნება ერთი განაყოფიერებული კვერცხუჯრედი, მრავალუჯრედიანი ორგანიზმის უჯრედები განსხვავდება ცილების შემადგენლობით და ასრულებენ განსხვავებულ ფუნქციებს. ცალკეული ცილების სინთეზის დროს გენის აქტივობის რეგულირების მექანიზმის გამოვლენა ბაქტერიების მაგალითზე (ფ. იაკობის და ჯ. მონოდის სქემა). განსაზღვრეთ „ოპერონის“ ცნება, მიუთითეთ მისი შემადგენელი ნაწილები და მათი ფუნქციები.

უჯრედის რეპროდუქცია

ბიოლოგიური ორგანიზაციის ფიჭურ დონეზე გამრავლების დამახასიათებელი ნიშნით, უნდა აღინიშნოს, რომ უჯრედების ჩამოყალიბების ერთადერთი გზა წინას გაყოფაა. ეს პროცესი ძალიან მნიშვნელოვანია ორგანიზმისთვის. უჯრედის არსებობას დედა უჯრედის გაყოფის შედეგად წარმოშობის მომენტიდან შემდგომ გაყოფამდე ან სიკვდილამდე სიცოცხლის (ან უჯრედის) ციკლი ეწოდება. მისი კომპონენტია მიტოზური ციკლი. იგი შედგება ინტერფაზისა და მიტოზისგან. ახსენი ეს ინტერფაზა- ეს არის მიტოზური ციკლის ყველაზე გრძელი ნაწილი, რომელშიც უჯრედი მზადდება გაყოფისთვის. იგი შედგება სამი პერიოდისგან (წინასინთეტიკური, სინთეზური და პოსტსინთეზური). ინტერფაზის პერიოდების დასახასიათებლად, აღვნიშნოთ, რომელ მათგანშია სინთეზირებული რნმ, ცილები, დნმ, ატფ და ორგანელები დუბლირებულია.

მიტოზი- უჯრედების არაპირდაპირი დაყოფა. შედგება 4 თანმიმდევრული ფაზისგან: პროფაზა, მეტაფაზა, ანაფაზა და ტელოფაზა. მიტოზს ახასიათებს ქრომოსომების გაჩენა, გაყოფის ღერძი და დედის მსგავსი ქალიშვილი უჯრედების წარმოქმნა. აღწერეთ მიტოზის ფაზები მათში მომხდარი მოვლენების თანმიმდევრობით. მიუთითეთ მექანიზმები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ქრომოსომების იდენტურობას და მათი რაოდენობის მუდმივობას ქალიშვილ უჯრედებში მიტოზის დროს. გამოავლინოს მიტოზის ბიოლოგიური არსი.

სხვა გზა - ამიტოზი, ან პირდაპირი გაყოფა. ეს ხდება ქრომოსომების ფორმირებისა და გაყოფის ღეროს გარეშე. მიუთითეთ რომელი უჯრედები იყოფა ამიტოზით, ხაზს უსვამს მის განსხვავებას მიტოზისგან.

ორგანიზმების რეპროდუქცია და ინდივიდუალური განვითარება

განსაზღვრეთ რეპროდუქციის პროცესიროგორც ორგანიზმების შთამომავლობის დატოვების თვისება. არსებობს ორგანიზმების გამრავლების ორი ფორმა: ასექსუალური და სექსუალური. გაითვალისწინეთ, რომ ასექსუალური გამრავლება დაფუძნებულია მიტოზზე, ამიტომ ქალიშვილური ორგანიზმები მშობლის ზუსტი ასლია. გამრავლების ეს მეთოდი პირველად წარმოიშვა ევოლუციის პროცესში. ახასიათებს უსქესო გამრავლების მეთოდებს ერთუჯრედში (მიტოზური გაყოფა, შიზოგონია, კვირტების წარმოქმნა, სპორულაცია) და მრავალუჯრედოვანი (ვეგეტატიური გამრავლება, ანუ სხეულის ნაწილები ან სომატური უჯრედების ჯგუფი). მიეცით მაგალითები.

სექსუალური რეპროდუქცია- გამრავლება სპეციალური გამეტების უჯრედების დახმარებით, რომლებსაც აქვთ ქრომოსომების ჰაპლოიდური ნაკრები და მონაწილეობენ განაყოფიერებაში. გამეტების წარმოქმნის პროცესს ე.წ გამეტოგენეზი. იგი იყოფა სპერმატოგენეზად და ოოგენეზად. სპერმატოგენეზიაქვს 4 ეტაპი: გამრავლება, ზრდა, მომწიფება და ფორმირება. AT ოვოგენეზი 3 ეტაპი (ფორმირების ეტაპი არ არსებობს). მიეცით გამეტოგენეზის თითოეული ეტაპის აღწერა, მიუთითეთ როგორ იცვლება ქრომოსომების ნაკრები და თითოეულ მათგანში დნმ-ის რაოდენობა. აღწერეთ განსხვავება სპერმატოგენეზსა და ოოგენეზს შორის.

მეიოზიარის უჯრედების გაყოფის მეთოდი, რის შედეგადაც ქრომოსომების რაოდენობა განახევრდება. ეს არის გამეტოგენეზის ცენტრალური რგოლი, რის შედეგადაც თითოეული უჯრედიდან წარმოიქმნება 4 ჰაპლოიდური უჯრედი ქრომოსომების დიპლოიდური ნაკრებით. მეიოზი შედგება ორი სწრაფად თანმიმდევრული განყოფილებისგან, რომლებსაც შესაბამისად უწოდებენ პირველ და მეორე მეიოზურ განყოფილებებს. თითოეულ ამ განყოფილებას აქვს მიტოზის მსგავსი ფაზები, მათ გავლას აქვს საკუთარი მახასიათებლები. დაახასიათეთ პირველი და მეორე დაყოფის ფაზები, აღნიშნეთ მათი განსხვავებები და აჩვენეთ როგორ იცვლება ქრომოსომების ნაკრები და დნმ-ის რაოდენობა თითოეულ ფაზაში. ახსენით, რატომ არის მოკლე ინტერფაზა პირველ და მეორე განყოფილებებს შორის. ახსენით მეიოზის ბიოლოგიური მნიშვნელობა.

გამეტები უმეტეს შემთხვევაში განსხვავებულია: დიდი, უძრავი - კვერცხუჯრედი და პატარა, მობილური - სპერმა. გამეტები- უაღრესად დიფერენცირებული უჯრედები, რომლებიც ადაპტირებულია კონკრეტული ფუნქციების შესასრულებლად. აღწერეთ სპერმატოზოვასა და კვერცხუჯრედების სტრუქტურა, მათი გენეტიკური მახასიათებლები და ფუნქციები.

განაყოფიერება- ეს არის ქალისა და მამრობითი გამეტების შერწყმის პროცესი, რაც იწვევს ზიგოტის წარმოქმნას. განაყოფიერება გულისხმობს კვერცხუჯრედის გააქტიურებას და ჰაპლოიდური ზიგოტის ბირთვის წარმოქმნას. ჰაპლოიდური ბირთვები ატარებენ გენეტიკურ ინფორმაციას ორი მშობელი ორგანიზმიდან (ცვალებადობის კომბინირებული ფორმა). ცხოველებში განაყოფიერება გარეგანი და შინაგანია. მოიყვანეთ მაგალითები და მიუთითეთ სხვადასხვა სახის განაყოფიერების არსი. გვხვდება რიგ ორგანიზმებში პართენოგენეზი- სქესობრივი გამრავლების სახეობა, როდესაც ინდივიდის განვითარება ხდება გაუნაყოფიერებელი კვერცხუჯრედიდან. მონიშნეთ პართენოგენეზის სახეები: ბუნებრივი (ფაკულტატური და სავალდებულო) და ხელოვნური.

ონტოგენეზი- ორგანიზმის ინდივიდუალური განვითარება, შედგება 3 პერიოდისგან:

1. პროგენეზი- გამეტების მომწიფება და მათი შერწყმა ზიგოტის წარმოქმნით.
2. ემბრიონული პერიოდი(ან ემბრიოგენეზი) - ზიგოტის წარმოქმნის მომენტიდან კვერცხუჯრედის გარსებიდან სხეულის დაბადებამდე ან გათავისუფლებამდე. ემბრიოგენეზის ეტაპები: დამსხვრევა, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ბლასტულა; გასტრულაცია, რომლის დროსაც წარმოიქმნება ჩანასახები (ექტოდერმი, ენდოდერმი და მეზოდერმი); ქსოვილებისა და ორგანოების ფორმირება. ზიგოტის დაქუცმაცების მეთოდი დამოკიდებულია გულის ოდენობაზე და მისი განაწილების ბუნებაზე კვერცხუჯრედის ციტოპლაზმაში. განასხვავებენ სრულ და არასრულ დამსხვრევას. სრული დამსხვრევა შეიძლება იყოს ერთგვაროვანი და არათანაბარი, ხოლო არასრული - დისკოიდული და მარგინალური. აჩვენეთ კვერცხების რომელი სახეობები ხასიათდება ამა თუ იმ ტიპის დაწურვით. გასტრულაციის პროცესი სხვადასხვანაირად მიმდინარეობს და დამოკიდებულია ბლასტულას სტრუქტურაზე, ანუ საბოლოო ჯამში კვერცხში ყვითლის რაოდენობაზე. გასტრუაციას ახასიათებს უჯრედების მოძრაობა და დიფერენციაცია, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ორ ან სამშრიანი ემბრიონი. გაითვალისწინეთ, რომელ ცხოველებში სრულდება ჩანასახის ორი შრის სტადიაზე: ექტოდერმი და ენდოდერმი და რომელ ცხოველებში და რა გზებით ვითარდება მესამე (ან შუა) ჩანასახის შრე - მეზოდერმი. მიუთითეთ რომელი ქსოვილები და ორგანოები წარმოიქმნება ჩანასახის შრეებიდან. გასტრულაციის დასრულების შემდეგ ხდება ღერძული კომპლექსის განვითარება: ნოტოკორდი, ნერვული მილი, მაგისტრალური მეზოდერმი; ნევრულას სტადია. გამოავლინეთ მათი ფორმირების თანმიმდევრობა. უჯრედების დიფერენციაციის პროცესი განისაზღვრება მრავალი მექანიზმით, რომელთა შორის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ემბრიონის ინდუქცია. აღწერეთ გამოცდილება, რომელიც ადასტურებს ნოტოკორდის გავლენას სხვა ქსოვილების განვითარებაზე
3. პოსტემბრიონული პერიოდიიწყება დაბადების ან კვერცხუჯრედის გარსებიდან სხეულის გათავისუფლების შემდეგ. განასხვავებს პირდაპირ განვითარებას, რომელიც მიმდინარეობს ლარვის სტადიის გარეშე და ირიბ განვითარებას, რომელშიც არის ლარვის სტადია, რომელიც მთავრდება ზრდასრულ ადამიანად გარდასახვით (მეტამორფოზით). მოიყვანეთ პირდაპირი და ირიბი პოსტემბრიონული განვითარების მაგალითები უხერხემლოებსა და ხერხემლიანებში. მიუთითეთ არაპირდაპირი განვითარების ბიოლოგიური როლი.

გენეტიკის საფუძვლები

განსაზღვრეთ გენეტიკაროგორც მემკვიდრეობისა და ცვალებადობის კანონების მეცნიერება. მას, როგორც ნებისმიერ მეცნიერებას, აქვს შესწავლის საგანი, კვლევის მეთოდები, ამოცანები და მიზნები. გენეტიკის შესწავლის საგანია ცოცხალი არსების თვისებები: მემკვიდრეობა და ცვალებადობა.

მემკვიდრეობითობა- მშობლების უნარი შთამომავლებს გადასცენ თავიანთი თვისებები და მახასიათებლები. ის უზრუნველყოფს მატერიალურ და ფუნქციურ უწყვეტობას თაობებს შორის. მემკვიდრეობითობის წყალობით ცალკეული ორგანიზმების და მთლიანად სახეობების თვისებები შენარჩუნებულია თაობებში.

არსებობს ორი სახის მემკვიდრეობა: ბირთვული (ქრომოსომული) და ექსტრაბირთვული (არაქრომოსომული, ციტოპლაზმური). ბირთვული მემკვიდრეობაგანისაზღვრება ქრომოსომების გენებით და ვრცელდება ორგანიზმის ნიშნებისა და თვისებების უმეტესობაზე. არაბირთვული მემკვიდრეობამიტოქონდრიების, ქლოროპლასტების, კინეტოსომების, პლაზმიდების, ეპიზომების გენების გამო.

ცვალებადობა- ორგანიზმების უნარი შეცვალონ თავიანთი თვისებები და ნიშნები. ცვალებადობის ფორმები განსხვავებულია და მრავალ მიზეზზეა დამოკიდებული. მემკვიდრეობა აფიქსირებს შთამომავლობაში ცვალებადობის ფორმებს, რომლებიც დაკავშირებულია მემკვიდრეობით მასალასთან, ე.ი. ეს არის პროცესი, რომელიც უზრუნველყოფს ორგანიზმების არა მხოლოდ მსგავსების, არამედ განსხვავებების შენარჩუნებას რიგ თაობაში.

გენეტიკამ გამოავლინა მატერიალური საფუძველი და მემკვიდრეობის და ცვალებადობის როლი ევოლუციურ პროცესში.

კვლევის მეთოდები

მიუთითეთ, რომ მემკვიდრეობისა და ცვალებადობის ნიმუშები შესწავლილია სხვადასხვა ობიექტებზე: ნუკლეინის მჟავებზე, ცალკეულ გენებზე, ქრომოსომებზე, ორგანელებზე, უჯრედებზე, მიკროორგანიზმებზე, მცენარეულ ორგანიზმებზე, ცხოველებზე, ადამიანებზე და მათ პოპულაციაზე.

გენეტიკური ანალიზი ტარდება შემდეგი მეთოდებით:

1. ჰიბრიდოლოგიური - მშობლის წყვილების შერჩევა და შთამომავლობაში ერთი ან რამდენიმე თვისების გამოვლენის ანალიზი.
2. გენეალოგიური - მემკვიდრეობის შედგენა და შესწავლა, ნიშან-თვისების მიკვლევა რამდენიმე თაობაში.
3. ციტოგენეტიკური - კარიოტიპის შესწავლა მიკროსკოპის გამოყენებით.
4. პოპულაცია - ცალკეული გენების და გენოტიპების სიხშირის განსაზღვრა პოპულაციაში, გენეტიკური სტრუქტურის გაშიფვრა.
5. მუტაციური - მუტაციის ეფექტის იდენტიფიცირება, ინდივიდუალური ფაქტორების და გარემოს მუტაგენური საფრთხის შეფასება.
6. ფენოგენეტიკური - გარე ფაქტორების გავლენის გარკვევა მემკვიდრეობით განსაზღვრულ ნიშნებზე.

ჩამოთვალეთ გენეტიკის ძირითადი ამოცანები:

1. კაცობრიობის წინაშე მდგარი გადაუდებელი პრობლემების გადაჭრა საკვებით, ენერგიითა და ნედლეულით უზრუნველყოფის სფეროებში;
2. ადამიანის ჯანმრთელობის შენარჩუნება;
3. გარემოს დაცვა და ბიოსფეროს მთლიანობის შენარჩუნება.

მემკვიდრეობითობა. თანამედროვე იდეები გენის სტრუქტურის, თვისებებისა და ფუნქციების შესახებ.

აუხსენით, რომ ამჟამად გენი განიხილება, როგორც მემკვიდრეობის სტრუქტურული და ფუნქციური ერთეული, რომელიც აკონტროლებს კონკრეტული თვისების ან თვისების განვითარებას. გენი არის მთავარი რგოლი სტრუქტურებისა და პროცესების მთლიანობაში, რომელიც უზრუნველყოფს უჯრედში გარკვეული პროდუქტის (ცილის ან რნმ) გამოჩენას. გენი და ციტოპლაზმა უწყვეტ ერთობაშია, ვინაიდან გენში შემავალი ინფორმაციის რეალიზება მხოლოდ ციტოპლაზმაშია შესაძლებელი.

ჩამოთვალეთ გენის თვისებები:

1. დისკრეტულობა - გენების მოქმედების განცალკევება, გენების მიერ სხვადასხვა ნიშან-თვისებების კონტროლი, რომელთა ლოკუსები არ ემთხვევა ქრომოსომას;
2. სტაბილურობა - უცვლელი შენარჩუნება რამდენიმე თაობაში;
3. სპეციფიკა - გარკვეული მახასიათებლის კონტროლი მოცემული გენის მიერ;
4. პლეიოტროპია - ზოგიერთი გენის უნარი გამოიწვიოს რამდენიმე მახასიათებლის განვითარება (მარფანის სინდრომი);
5. ალელიზმი - ერთი გენის არსებობა რამდენიმე ვარიანტში;
6. თანდათანობა - მოქმედების დოზა, გარკვეული ძალის ნიშნის განვითარების განსაზღვრის უნარი (რაოდენობრივი ზღვარი); ალელების „დოზების“ მატებასთან ერთად მატულობს ნიშან-თვისების რაოდენობა (მარცვლის ფერი ხორბალში, თვალების ფერი, კანი, თმა ადამიანებში, კოჭის ზომა, შაქრიანობა ძირეულ კულტურებში და ა.შ.).

უნდა აღინიშნოს, რომ ფუნქციური და გენეტიკური მახასიათებლების მიხედვით განასხვავებენ შემდეგს:

1. სტრუქტურული გენები შეიცავს ინფორმაციას სტრუქტურული, ფერმენტული ცილების, t-RNA, i-RNA შესახებ.
2. მოდულატორი გენები თრგუნავს, აძლიერებს, ამცირებს ამ თვისების გამოვლინებას.
3. მარეგულირებელი გენები კოორდინაციას უწევენ სტრუქტურული გენების აქტივობას.

აუხსენით, რომ გენების ფუნქციური აქტივობა მდგომარეობს ტრანსკრიფციის, რეპლიკაციის, რეკომბინაციისა და მუტაციის უნარში.

ტრანსკრიფცია- ინფორმაციის გადაწერა დნმ-დან, რათა გამოიყენოს იგი ცილის სინთეზისთვის. ტრანსკრიფციის ერთეული არის ტრანსკრიპტონი, რომელიც მოიცავს სტრუქტურულ და ფუნქციურ გენებს.

რეპლიკაცია- დნმ-ის მოლეკულის გაორმაგება, რაც წინ უძღვის მემკვიდრეობითი მასალის განაწილებას ქალიშვილ უჯრედებს შორის. რეპლიკაციის ერთეული არის რეპლიკონი- დნმ-ის ფრაგმენტი, რომელიც შედგება 100-200 ნუკლეოტიდისგან.

რეკომბინაცია- ჰომოლოგიურ ქრომოსომებს შორის ადგილების გაცვლა - მემკვიდრეობითი ცვალებადობის ერთ-ერთი მექანიზმი. რეკომბინაციის ერთეული არის გადახედვა(2 ნუკლეოტიდი).

მუტაცია- გენის სტრუქტურის ცვლილება - მემკვიდრეობითი ცვალებადობის კიდევ ერთი მექანიზმი, რომელიც ქმნის უზარმაზარ მასალას შერჩევისთვის. მუტაციის ერთეული არის მუტონი(1-2 ნუკლეოტიდი).

გენეტიკის ძირითადი ცნებები

განსაზღვრეთ შემდეგი ტერმინები:

კარიოტიპი- ერთი სახეობის ორგანიზმებში თანდაყოლილი ქრომოსომების სპეციფიკური ნაკრები. მას ახასიათებს:

1. ქრომოსომების რაოდენობის მუდმივობა;
2. ქრომოსომების ინდივიდუალურობა;
3. ქრომოსომების დაწყვილება;
4. ქრომოსომის უწყვეტობა.

ალელური გენები (ალელები)- ამ გენის სხვადასხვა ვარიანტები, ოდნავ განსხვავებული ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობით.

მრავალჯერადი ალელიზმი- მოცემული გენის ორზე მეტი ალელის პოპულაციაში არსებობა. ამის მაგალითია სამი ალელი I0, IA, IB, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ერითროციტებში ანტიგენური ცილების წარმოქმნაზე, რომლებიც განსაზღვრავენ ადამიანის კუთვნილებას სისხლის გარკვეულ ჯგუფში (ABO სისტემაში).

ალტერნატიული ნიშნები- ურთიერთგამომრიცხავი ნიშნები, რომლებიც არ შეიძლება იყოს სხეულში ერთდროულად. მათ განვითარებას ალელური გენები განსაზღვრავს.

ჰომოზიგოტური ორგანიზმი- ორგანიზმი, რომელშიც ალელური გენები თანაბრად მოქმედებს მოცემული თვისების განვითარებაზე. ჰეტეროზიგოტური ორგანიზმი- ორგანიზმი, რომელშიც ალელური გენები გავლენას ახდენს მოცემული თვისების განვითარებაზე სხვადასხვა გზით.

დომინანტური გენი (ალელი)აკონტროლებს იმ თვისების განვითარებას, რომელიც ვლინდება ჰეტეროზიგოტურ (ჰიბრიდულ) ორგანიზმში. რეცესიული გენიაკონტროლებს თვისებას, რომლის განვითარება თრგუნავს დომინანტური ალელის მიერ. ასეთი თვისება შეიძლება გამოვლინდეს მხოლოდ ამ ალელისთვის ჰომოზიგოტურ ორგანიზმში.

გენოტიპი- გენების ნაკრები, მოცემული ორგანიზმის მემკვიდრეობითი მიდრეკილებები. გენოტიპი გაგებულია, როგორც ალელების ნაკრები ქრომოსომების დიპლოიდურ ნაკრებში. მათ მთლიანობას ქრომოსომების ჰაპლოიდური ნაკრები ეწოდება გენომი.

ფენოტიპი- ორგანიზმის შინაგანი და გარეგანი ნიშნების ერთობლიობა, გენოტიპის გამოვლინება კონკრეტულ გარემო პირობებში. ფენოტიპური ნიშნებია გენის ნებისმიერი გამოვლინება: ბიოქიმიური, იმუნოლოგიური, მორფოლოგიური, ფიზიოლოგიური, ქცევითი და ა.შ.

გენის ურთიერთქმედება

გენოტიპის გათვალისწინებით, მიუთითეთ, რომ ეს ნაკრები არის ურთიერთქმედების გენების სისტემა.

ურთიერთქმედება ხდება ალელურ და არაალელურ გენებს შორის, რომლებიც განლაგებულია იმავე და სხვადასხვა ქრომოსომებზე.

გენის სისტემა ქმნის დაბალანსებულ გენოტიპურ გარემოს, რომელიც გავლენას ახდენს თითოეული გენის ფუნქციასა და ექსპრესიაზე. შედეგად წარმოიქმნება ორგანიზმის გარკვეული ფენოტიპი, რომლის ყველა ნიშანი მკაცრად კოორდინირებულია დროში, ადგილსა და გამოვლინების ტიპში.

ალელური გენების ურთიერთქმედება გამოხატულია:

1. სრული დომინირება, რომლის დროსაც რეცესიული ალელის გამოვლინება მთლიანად თრგუნავს დომინანტური გენის მოქმედებით;
2. არასრული დომინირება, რომელშიც ორივე ალელი ვლინდება ნიშან-თვისებაში, შუალედური თვისება ჩნდება ჰიბრიდებში;
3. კოდირება - ორივე ალელური გენის გამოვლინება ფენოტიპში და ორი მახასიათებლის განვითარება;
4. ჭარბი დომინირება - უფრო ძლიერი (გამოხატული) თვისების გამოვლინება ჰიბრიდებში (ჰეტეროზიგოტები) დომინანტური ალელებისთვის ჰომოზიგოტებში მის გამოვლინებასთან შედარებით.

არაალელური გენების ურთიერთქმედება.

არაალელური გენების ურთიერთქმედების დიდი ჯგუფი არის ზოგიერთი გენის მიერ სხვა არაალელური გენების ფუნქციის მოდულაცია. Ეს შეიცავს:

ეპისტაზი- ერთი გენის დათრგუნვა მეორე არაალელიურით. დომინანტური ეპისტაზის შემთხვევაში დომინანტურ გენს აქვს აბსოლუტური ეფექტი. დომინანტური ეპისტაზის მაგალითია ქათმებში ქლიავის ფერის მემკვიდრეობა. ქათმები, რომლებსაც აქვთ ფერადი გენები, მაგრამ შეიცავს დომინანტურ გენებს გენოტიპში - სუპრესორები, რომლებიც თრგუნავენ ფერის გენების ეფექტს, აღმოჩნდებიან უფერული.

კომპლემენტარულობაავსებენ ერთმანეთს ურთიერთდაკავშირებული გენებით. ურთიერთმოქმედი, არაალელური გენები ავსებენ ერთმანეთს ისე, რომ მათი ერთობლივი მოქმედება იწვევს ახალი მახასიათებლის გამოჩენას, რომელიც არ ჩნდება, თუ გენები მოქმედებენ ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად. ამის მაგალითია ქათმებში სავარცხლის ფორმების მემკვიდრეობა. ქათმების შეჯვარება ვარდისფერი ფორმის სავარცხლით (გენოტიპები A-bb) ქათმებთან, რომლებსაც აქვთ ბარდის ფორმის სავარცხელი (გენოტიპები aaB-), მთელი თაობა მთავრდება სრულიად ახალი კაკლის ფორმის სავარცხლით (გენოტიპები A-B-).

პოლიმერიზმი- ერთი თვისების კონტროლი რამდენიმე დომინანტური ალელის მიერ. გენის თითოეული ალელის „დოზა“ ერთნაირი წვლილი შეაქვს თვისების განვითარებაში.

ასეთი გენების მიერ კონტროლირებად ნიშან-თვისებებს ყოველთვის აქვს რაოდენობრივი მახასიათებელი და ეს დამოკიდებულია გენოტიპში არსებული დომინანტური ალელების „დოზებზე“.

პოლიმერული მემკვიდრეობა დამახასიათებელია ადამიანებში ზრდის, ფიზიკის, სხეულის წონის, ხვეული თმისთვის.

მემკვიდრეობის შესწავლის ჰიბრიდოლოგიური მეთოდი

გაითვალისწინეთ, რომ ეს მეთოდი არის გენეტიკური ანალიზის ცენტრალური მეთოდი. იგი შეიქმნა გ.მენდელის მიერ და შედგება ორგანიზმების გადაკვეთაში, რომლებიც განსხვავდებიან ერთმანეთისგან ერთი ან მეტი მახასიათებლით.

მიუთითეთ მენდელის მიერ ამ მეთოდის გამოყენებასთან დაკავშირებული მოთხოვნები:

1. განსხვავება მშობლის ფორმებში კონტრასტული მახასიათებლების მიხედვით;
2. გაანალიზებული მახასიათებლების სიცხადე და სტაბილურობა;
3. შთამომავლობის ნორმალური სიცოცხლისუნარიანობა და ნაყოფიერება;
4. გენერირების სიმრავლე და თვისების რაოდენობრივი აღრიცხვის შესაძლებლობა ექსპერიმენტში;
5. სუფთა (ჰომოზიგოტური) ფორმების გამოყენება, რომლებშიც გაანალიზებული ნიშან-თვისება მუდმივია თაობებში.

ხაზგასმით აღვნიშნავთ, რომ ჰიბრიდოლოგიური მეთოდის გამოყენებამ საშუალება მისცა გ.მენდელს გამოსულიყო შემდეგი დასკვნები:

1. თვისების კავშირი მემკვიდრეობით ფაქტორთან;
2. მატერიალურობა, დისკრეტულობა, მემკვიდრეობითი ფაქტორების სტაბილურობა;
3. მემკვიდრეობითი ფაქტორების სპეციფიკა - გარკვეული ნიშნების კონტროლი;
4. მემკვიდრეობითი ფაქტორების დაწყვილება;
5. გამეტების მეშვეობით მათი გადაცემის და განაყოფიერების დროს დაწყვილების აღდგენის შესახებ;
6. მემკვიდრეობითი ფაქტორების ორი საპირისპირო მდგომარეობის შესახებ: დომინანტური და რეცესიული.

გაითვალისწინეთ, რომ ჰიბრიდოლოგიური მეთოდის დახმარებით გ.მენდელმა დაადგინა მემკვიდრეობითი ნიშნების ნიმუშები:

1. ერთგვაროვნება პირველ თაობაში;
2. თვისებების ალტერნატიულ ვარიანტებად დაყოფა მეორე თაობის ინდივიდებს შორის;
3. მშობლების თვისებების დამოუკიდებელი კომბინაცია შთამომავლობაში.

მენდელის მიერ დადგენილი მემკვიდრეობის კანონები. მონოჰიბრიდული ჯვარი. პირველი თაობის ერთგვაროვნების კანონი.

აუხსენით, რომ მენდელმა ჩაატარა კვლევა ბარდის 22 ჯიშზე, აირჩია 7 წყვილი კონტრასტული თვისება ანალიზისთვის. ეს მცენარე აკმაყოფილებდა ექსპერიმენტის ყველა მოთხოვნას:

1. მკაფიოდ გამოხატული კონტრასტული თვისებების არსებობა, რომლებიც მემკვიდრეობით მიიღეს და გამოვლინდა თაობებში;
2. თვითდამტვერვა, რამაც შესაძლებელი გახადა ექსპერიმენტებში სუფთა (ჰომოზიგოტური) მცენარეების შესწავლა;
3. მრავალრიცხოვანი შთამომავლების მიღება (თვისებები რაოდენობრივად იყო გათვალისწინებული, ექსპერიმენტების შედეგები დაექვემდებარა მათემატიკურ დამუშავებას)
4. საკმარისი სიცოცხლისუნარიანობა და ნაყოფიერება.

გ.მენდელი გადაკვეთს ბარდას ორ ჯიშს, ერთმანეთისგან განსხვავებული ერთი წყვილი კონტრასტული თვისებებით - თესლის ფერით. პირველ ჯიშს ყვითელი თესლი ჰქონდა, მეორეს - მწვანე. ორივე ჯიში სუფთა იყო, ე.ი. მტკიცედ შეინარჩუნეს თავიანთი თვისება თაობებში წინა გადაკვეთების დროს.

მთელი პირველი თაობა ყვითელი თესლებით იყო. მენდელმა ყვითელს დომინანტურ ფერს უწოდა - უპირატესი, ა. მწვანე რეცესიული - ქრება. მან ასევე შემოიღო ნიშნების სიმბოლური აღნიშვნა და შედეგების ჩანაწერები:

A - თესლის ყვითელი ფერი; მწვანე;

P - მშობელი ორგანიზმები; G - გამეტები;

x - მშობლის ფორმების გადაკვეთა;

F 1.2.3... - თაობები გადაკვეთიდან.

ამ სიმბოლური ჩანაწერიდან ჩანს, რომ თესლის ფერებამდე ყველა მცენარე ერთნაირი იყო დომინანტური თვისებით, გენოტიპის მიხედვით ყველა ჰიბრიდი ჰეტეროზიგოტური იყო.

მენდელმა დაკვირვებულ შედეგებს დომინირების წესი უწოდა. მოგვიანებით წესს ეწოდა მენდელის 1 კანონი - პირველი თაობის ერთგვაროვნების კანონი:

ორგანიზმების შეჯვარებისას, რომლებიც განსხვავდებიან ერთი წყვილი კონტრასტული თვისებებით, პირველი თაობა ერთგვაროვანია ფენოტიპში და გენოტიპში. ფენოტიპის მიხედვით მთელ თაობას ახასიათებს დომინანტური ნიშან-თვისება, გენოტიპის მიხედვით მთელი თაობა ჰიბრიდულია (ჰეტოზიგოტური).

გაყოფის კანონი, ნიშნები მეორე თაობის ჰიბრიდებში.

უთხარით, რომ ჰიბრიდული თესლიდან F 1, მენდელმა გაიზარდა ბარდა. გადაკვეთა თვითდამტვერვით და მიიღო F 2 მცენარეები ყვითელი და მწვანე თესლებით. ამ ფენომენს მენდელმა უწოდა თვისებების გაყოფა. დაკვირვებული ფენომენი გამოხატული იყო 3:1 თანაფარდობით (მცენარეთა 75%-ს ჰქონდა დომინანტური თვისება, 25%-ს - რეცესიული).

მიღებულ შედეგებზე დაყრდნობით მენდელმა ჩამოაყალიბა გაყოფის მე-2 კანონი: შთამომავლობაში, შუადღეს პირველი თაობის ჰიბრიდების გადაკვეთიდან, შეინიშნება სიმბოლოების გაყოფა 3:1 თანაფარდობით. თაობის მეოთხედს აქვს რეცესიული თვისება, სამი მეოთხედი - დომინანტი.

ამ დაყოფის მიზეზის გარკვევით, მენდელმა აღმოაჩინა, რომ გარეგნულად მსგავსი პიროვნებები განსხვავდებიან მემკვიდრეობითი თვისებებით (გენოტიპი). დომინანტური თვისების მქონე მცენარეების 1/3 არ გაიყო მომდევნო თაობებში. მენდელმა მათ უწოდა ჰომოზიგოტები - თანაბრად მემკვიდრეობითი (AA). დომინანტური თვისებების მქონე მცენარეების 2/3 იძლეოდა ნიშან-თვისებების იგივე გაყოფას, როგორც მშობლებს, თანაფარდობით 3:1. მენდელმა მათ უწოდა - განსხვავებულად მემკვიდრეობითი ჰეტეროზიგოტები (Aa). რეცესიული ნიშნების მქონე მცენარეებმა (aa) ასევე არ აჩვენეს ნიშან-თვისებების გაყოფა; იყვნენ ჰომოზიგოტები.

ამ ცდებმა აჩვენა, რომ დაკვირვებულ ფენოტიპურ გახლეჩას თან ახლავს გენოტიპური რღვევა 1:2:1 თანაფარდობით.

P(F 1) Aa x Aa

G       A; a       A; ა

F 2       AA; აჰ; აჰ; აჰ,

სადაც ერთი ნაწილი (25%) - AA თაობები,

ორი ნაწილი (50%) - თაობები Aa,

ერთი ნაწილი (25%) - თაობები ა.ა.

გამეტების „სიწმინდის“ კანონი (ჰიპოთეზა).

ამ კანონის დახასიათებისას, ჯერ უნდა ითქვას, რომ პირველი და მეორე თაობის მცენარეთა მახასიათებლების ანალიზმა მენდელს საშუალება მისცა დაედგინა, რომ რეცესიული მემკვიდრეობითი ფაქტორი, რომელიც არ გამოჩნდა F 1-ში, არ ქრება და არ ერევა დომინანტურთან. . F 2-ში ორივე მემკვიდრეობითი ფაქტორი სუფთა სახით ჩნდება. და ეს შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ F 1 ჰიბრიდები ქმნიან არა ჰიბრიდულ, არამედ "სუფთა" გამეტებს, რომელთაგან ზოგიერთი ატარებს დომინანტურ მემკვიდრეობით ფაქტორს, ხოლო ზოგს აქვს რეცესიული.

ჰიბრიდული თაობის გამეტებში ალტერნატიული მემკვიდრეობითი ფაქტორების არ შერევას ეწოდა გამეტების „სიწმინდის“ ჰიპოთეზა.

გამეტების „სიწმინდის“ ჰიპოთეზა იყო მენდელის 1-ლი და მე-2 კანონების ციტოლოგიური საფუძველი. მან ახსნა დაკვირვებული გაყოფა ფენოტიპისა და გენოტიპის მიხედვით და აჩვენა, რომ ის ალბათურ-სტატისტიკური ხასიათისაა და აიხსნება F 1 ჰიბრიდებში სხვადასხვა კლასის გამეტების წარმოქმნის იგივე ალბათობით და F 2-ში მათი შეხვედრის იგივე ალბათობით.

ამჟამად ამ ჰიპოთეზამ სრული ციტოლოგიური დადასტურება მიიღო. მომწიფების პროცესში გამეტები განიცდიან მეიოზს, რის შედეგადაც თითოეული გამეტი იღებს ქრომოსომების ჰაპლოიდურ კომპლექტს და, შესაბამისად, ალელური გენების ერთ კომპლექტს.

ჯვრის ანალიზი.

აჩვენეთ, რომ იგი შეიმუშავა მენდელმა, რომელმაც აღმოაჩინა, რომ გარეგნულად იდენტური ორგანიზმები შეიძლება განსხვავდებოდეს მემკვიდრეობითი ფაქტორებით.ფენოტიპურად იდენტური ფორმების დასადგენად მათ კვეთენ ორგანიზმებთან, რომლებიც ჰომოზიგოტურია რეცესიული გენების მიმართ, ე.ი. რეცესიული თვისების მქონე.

თუ ჯვრების ანალიზის შედეგად მთელი თაობა აღმოჩნდება ერთგვაროვანი და მსგავსი იმ ორგანიზმისა, რომლის გენოტიპიც გაანალიზებულია, ეს უკანასკნელი ჰომოზიგოტურია.

თუ ჯვარედინი ანალიზის შედეგად დაყოფა შეინიშნება თაობაში 1: 1 თანაფარდობით, მაშინ მემკვიდრეობითი ორგანიზმის გენოტიპი ჰეტეროზიგოტურია.

F 1 Aa; ააა 1:1

ამ შემთხვევაში, გენოტიპისა და ფენოტიპის მიხედვით, თაობა, როგორც იქნა, უბრუნდება მშობლის ფორმებს, ამიტომ მენდელმა ამ ანალიზურ შეჯვარებას მორეციდივე უწოდა.

ანალიზური გადაკვეთა ფართოდ გამოიყენება ცხოველთა და მცენარეთა მოშენებაში და ექსპერიმენტულ ბიოლოგიაში ქრომოსომების გენეტიკური რუქების შედგენისთვის.

დიჰიბრიდული ჯვარი. თვისებათა დამოუკიდებელი კომბინაციის კანონი მეორე თაობაში.გაითვალისწინეთ, რომ ჯვარს, რომელშიც გაანალიზებულია ორი წყვილი თვისების მემკვიდრეობა, ეწოდება დიჰიბრიდული.

გადაკვეთისთვის მენდელმა აირჩია ორი თვისება: თესლის ფერი და მათი ფორმა. მშობლების ფორმები განსხვავდებოდა ორი წყვილი კონტრასტული სიმბოლოებით და იყო „სუფთა“ (ჰომოზიგოტური).

პირველ ჯიშს ყვითელი და გლუვი თესლი ჰქონდა, მეორეს - მწვანე და ნაოჭებიანი. მთელი პირველი თაობა ყვითელი და გლუვი თესლით იყო. დომინირებდა ყვითელი ფერი და გლუვი ფორმა, რაც სიმბოლური აღნიშვნებიდან ჩანს:

A - თესლის ყვითელი ფერი,

მწვანე

B - გლუვი ფორმა,

გ - დანაოჭებული.

R     AABB     x     AABB

G       AB                av

F 1         AaBv   100% (ფენოტიპში ყვითელი გლუვი, გენოტიპში დიჰეტეროზიგოტური).

დომინირების წესი გამოიხატა ერთდროულად ორი თვისების მემკვიდრეობით. პირველი თაობის ჰიბრიდების შეჯვარებამ განაპირობა თვისებების სხვადასხვა კომბინაციის მქონე მცენარეების გამოჩენა.

მშობლების ნიშან-თვისებები შთამომავლობაში დამოუკიდებლად იყო მემკვიდრეობით მიღებული და სხვაგვარად შერწყმული. ფენოტიპური გაყოფა იყო 9:3:3:1. 9 ნაწილს ჰქონდა ორივე დომინანტური თვისება, 3 ნაწილს - პირველი დომინანტი, მეორე რეცესიული, 3 ნაწილს - პირველი რეცესიული, მეორე დომინანტი, 1 ნაწილი - ორივე რეცესიული.

აჩვენეთ, რომ მეორე თაობაში დაფიქსირებული ნიშან-თვისებების კომბინაციები განაყოფიერების დროს გამეტების შემთხვევითი შეხვედრის შედეგია. მეორე თაობის სიმბოლური გამოსახულებისთვის გამოიყენება პუნეტის გისოსი.

გამეტები	AB	ავ	aB	გამზ
AB	AABB ვ.გ.	AAVv ვ.გ.	AaBB ვ.გ.	AaVv ვ.გ.
ავ	AAVv ვ.გ.	AAvv ვ.მ.	AaVv ვ.გ.	აუუ ვ.მ.
aB	AaBB ვ.გ.	AaVv ვ.გ.	aaBB ზ.გ.	aawww ზ.გ.
გამზ	AaVv ვ.გ.	აუუ ვ.მ.	aawww ზ.გ.	აავვ ზ.მ.

კარგად. - ყვითელი; გ - გლუვი; თ. - მწვანე; მ.- ნაოჭა.

აქედან ჩანს, რომ ყვითელი და გლუვი თესლის მქონე მცენარეების 9 ნაწილის გენოტიპები შეიძლება იყოს: AABB, AaBB, AaBv, AABv (A-B-):

მცენარის 3 ნაწილი ყვითელი და დანაოჭებული თესლით - AAvv, Aavv (A-cc);

მცენარის 3 ნაწილი მწვანე და გლუვი თესლით - aaBB, aaBv (aaB-);

1 წილი მცენარეები მწვანე და დანაოჭებული თესლით - აავვ.

დაკვირვების საფუძველზე ჩამოყალიბდა დამოუკიდებელი კომბინაციის კანონი - მენდელის მე-3 კანონი: ჰომოზიგოტური ორგანიზმების შეჯვარებისას, რომლებიც ერთმანეთისგან განსხვავდებიან ორი ან მეტი წყვილი ალტერნატიული ნიშან-თვისებებით, გენები და მათი შესაბამისი ნიშან-თვისებები მემკვიდრეობით ხდება ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად და გაერთიანებულია ყველა შესაძლო კომბინაციაში.

სიმბოლოების თითოეული წყვილი, ცალკე განხილული, იყოფა 3:1 თანაფარდობით, ყვითელი და მწვანე თესლის თანაფარდობა იყო 12:4 = 3:1. გლუვი და დანაოჭებული თესლის თანაფარდობა იყო იგივე 12:4 = 3:1.

მენდელის კანონები ემსახურება უფრო რთული თვისებების ანალიზს, როდესაც მშობლები განსხვავდებიან სამი ან მეტი წყვილი თვისებით. ამ შემთხვევაში, გამეტები ქმნიან კლასებს ფორმულის მიხედვით 2n, სადაც n არის ორგანიზმის ჰიბრიდობის ხარისხი, ხოლო ფენოტიპური გახლეჩის საფუძველია მონოჰიბრიდული გაყოფა (3:1)n, სადაც n არის გაანალიზებული წყვილების რაოდენობა. გენები. ჰეტეროზიგოტებში, თითოეული გენი აორმაგებს გამეტების კლასების რაოდენობას და სამჯერ ზრდის გენოტიპის კლასების რაოდენობას. ინდივიდუალური ჰეტეროზიგოტი n წყვილი გენისთვის წარმოქმნის 2n ტიპის გამეტებს და 3n სხვადასხვა გენოტიპს.

გაითვალისწინეთ, რომ მახასიათებლების დამოუკიდებელი კომბინაციის კანონი დაკმაყოფილებულია შემდეგი პირობებით:

1. გენების ლოკალიზაცია სხვადასხვა წყვილ ჰომოლოგიურ ქრომოსომებში;
2. ალელური და არაალელური გენების ყველა სახის ურთიერთქმედების არარსებობა, გარდა სრული დომინირებისა;
3. ყველა გენოტიპის ერთნაირი შერჩევითი მნიშვნელობა (გადარჩენა);
4. გენების პლეიოტროპული მოქმედების ნაკლებობა.

გენების კავშირი. Გადაკვეთა. მორგანის ქრომოსომის თეორია.

აღნიშნეთ, რომ 1906 წელს, W. Batson და R. Pennet, შეისწავლეს ორი წყვილი ალელური გენის მემკვიდრეობა ტკბილ ბარდაში, აღმოაჩინეს გაყოფა, რომელიც განსხვავდება მენდელის მიერ დადგენილი კოეფიციენტებისგან.

ჰომოზიგოტური მცენარეების გადაკვეთისას, რომლებიც განსხვავდებიან ორი წყვილი კონტრასტული ნიშნით AABB x aavb, ისინი ელოდნენ 4 ფენოტიპური კლასის ფორმირებას F 2-ში 9:3:3:1 თანაფარდობით. სამაგიეროდ, ფენოტიპური დაყოფა 2 კლასად გამოჩნდა 3:1-ის თანაფარდობით (უპირატესად ჭარბობდა მცენარეები მშობლის ფორმებში მყოფი თვისებების კომბინაციით).

ამ ფენომენის გაანალიზებისას აღმოჩნდა, რომ A და B გენები ლოკალიზებულია ერთ ქრომოსომაზე და ერთად მემკვიდრეობით მიიღეს (როგორც ერთი გენი). პირველი თაობის ჰიბრიდებმა ჩამოაყალიბეს არა 4, არამედ 2 ტიპის გამეტები. ეს ჩანს სიმბოლური აღნიშვნებიდან:

P (F 1)     A B     x     A B

              a to              

D         AB, av         AB, av

F 2     A B,     A B,     A B,     a c

        A B,     a c,       c,     a c

                    3               1

აშკარა გახდა, რომ ყველა გენი, რომლებიც ჰომოლოგიური ქრომოსომების ერთ წყვილშია, ერთად გადაიცემა მემკვიდრეობით და აჩვენებს მონოგენური მემკვიდრეობის ნიმუშს მეორე თაობაში, ე.ი. მემკვიდრეობით გადაეცემა ალელური გენის ერთი წყვილის სახით, რაც იძლევა 3:1 გაყოფას. ამ ფენომენს უწოდებენ დაკავშირებულ მემკვიდრეობას.

დაკავშირებული მემკვიდრეობის ფენომენი გაირკვეს ამერიკელი გენეტიკოსების ნაშრომებში თ. მორგანის ხელმძღვანელობით, რომლებმაც შექმნეს მემკვიდრეობის ქრომოსომის თეორია.

დაკავშირებული მემკვიდრეობის შესასწავლად ხელსაყრელი ობიექტი იყო ბუზი (დროსოფილა), ის ადვილად მრავლდებოდა საცდელ მილებში, მკვებავი გარემოთი, აძლევდა მრავალ შთამომავლობას, ჰქონდა სწრაფი თაობის ცვლილება. დიდ უპირატესობას წარმოადგენდა 4 წყვილი ჰომოლოგიური ქრომოსომა და მუტანტის ვარიანტების დიდი რაოდენობა (ფრთების ფორმისა და თვალის ფერის, რაოდენობის, სახეობის, ზომის, ჯაგარის განაწილების მიხედვით და ა.შ.). ნიშნები ადვილად იკვლევდა თაობებს.

ტ. მორგანის სკოლამ დაადგინა, რომ გენების კავშირი შეიძლება დაირღვეს გადაკვეთით (ჰომოლოგიური ქრომოსომების ფრაგმენტების გაცვლის პროცესი). ეს აჩვენეს ნაცრისფერი გრძელფრთიანი ბუზების ნაცრისფერ მოკლეფრთიან ბუზებთან შეჯვარების ექსპერიმენტებში. გადაკვეთიდან მთელი თაობა ნაცრისფერი სხეულის ფერით და გრძელი ფრთებით აღმოჩნდა.

ნაცრისფერი შეფერილობისა და გრძელი ფრთების გენები დომინანტური იყო და განლაგებული იყო იმავე ქრომოსომაზე.

A - სხეულის ნაცრისფერი ფერი,

ა - შავი

B - გრძელი ფრთები,

გ - მოკლე.

(ნაცრისფერი გრძელფრთიანი)

შემდეგ ჩატარდა F 1 ჰიბრიდების ანალიზის ჯვარედინი. თუ ვივარაუდებთ A და B გენებს შორის სრულ კავშირს, მოსალოდნელი იყო გამეტების ორი ტიპი და ორი ფენოტიპური კლასი F 2-ში: 50% - ნაცრისფერი გრძელფრთიანი ბუზები და 50% შავი მოკლეფრთები, და მიიღო ისინი 41,5%. F 2-ში იყო არა 2, არამედ 4 ფენოტიპური კლასი. გარდა მოსალოდნელი ფენოტიპებისა, იყო 8,5% ნაცრისფერი მოკლეფრთიანი ბუზი და 8,5% შავი და გრძელფრთიანი ბუზი. გამეტების ნაწილში მდედრებმა გაიარეს გადაკვეთა, რამაც განაპირობა შთამომავლობაში ნიშან-თვისებების ახალი კომბინაციების მქონე ინდივიდების გამოჩენა. ასეთ ფორმებს ე.წ კროსოვერი.

კროსვორდის ფორმები

ვინაიდან ყველა მამრობითი გამეტი იყო სრულიად ერთნაირი, კროსვორდის ფორმების პროცენტი F 2-ში დამოკიდებული იყო ქალის კროსოვერი გამეტების პროცენტზე, რომელთა საერთო რაოდენობა იყო 17%, ტ. მორგანმა აღმოაჩინა, რომ კროსვორდი ინდივიდების პროცენტული განსხვავება დამოკიდებულია იმაზე. მანძილი გენებს შორის. შორეულ გენებს შორის გადაკვეთის ალბათობა უფრო მაღალია, ვიდრე მჭიდროდ დაშორებულ გენებს შორის.

ქრომოსომებში გენებს შორის მანძილი ჩვეულებრივ აღინიშნება ჩვეულებრივი ერთეულებით - მორგანიდები.

მორგანიდა შეესაბამება გენებს შორის ისეთ მანძილს, რომლის დროსაც კროსოვერი ინდივიდების 1% შეინიშნება შთამომავლობაში.

სხვადასხვა წყვილი გენების გადაკვეთის პროცენტი არ აღემატება 50-ს; 50 მორგანიდის ან მეტი მანძილის მანძილზე გენები დამოუკიდებლად მემკვიდრეობით მიიღება, მიუხედავად მათი ლოკალიზაციისა იმავე ქრომოსომაზე.

გადაკვეთის შესახებ (დროსოფილაში) მონაცემებზე დაყრდნობით, თ. მორგანმა ჩამოაყალიბა ქრომოსომის თეორიის ძირითადი დებულებები:

1. გენები განლაგებულია ქრომოსომებზე ხაზოვანი. სხვადასხვა ქრომოსომა შეიცავს გენების არათანაბარ რაოდენობას: თითოეულ არაჰომოლოგურ ქრომოსომაში გენების ნაკრები უნიკალურია.
2. თითოეულ გენს ქრომოსომაზე კონკრეტული ადგილი (ლოკუსი) უკავია.
3. ლოკალიზებული გენები: ერთ ქრომოსომაში ისინი წარმოადგენენ შემაერთებელ ჯგუფს და მემკვიდრეობით მიიღება ერთად, შემაერთებელი ჯგუფების რაოდენობა ტოლია ქრომოსომების ჰაპლოიდური ნაკრების. ორი ჰომოლოგიური ქრომოსომა უნდა განიხილებოდეს როგორც ერთი დამაკავშირებელი ჯგუფი.
4. დაწყვილების უკმარისობა ხდება გადაკვეთის შედეგად.
5. ერთსა და იმავე ქრომოსომაზე მდებარე არაალელურ გენებს შორის გადაკვეთის სიხშირე დამოკიდებულია მათ შორის მანძილზე და პირდაპირპროპორციულია მის პროპორციულად.
6. გენებს შორის მანძილი იზომება მორგანიდებში. ერთი მორგანიდი შეესაბამება შთამომავლობაში კროსოვერის ფენოტიპების 1%-ს.
7. გადაკვეთის სიხშირე არის ქრომოსომაში გენების ლოკალიზაციის ზუსტი დადგენის საშუალება.

სექსის გენეტიკა.

აღნიშნეთ, რომ სხვადასხვა ორგანიზმში სქესის განსაზღვრის გზების მრავალფეროვნება შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად:

1. სქესი დგინდება განაყოფიერების დროს - სიმგამური სქესის განსაზღვრა;
2. განაყოფიერებამდე განსაზღვრული სქესი - პროგრამული სქესის განსაზღვრა;
3. სქესი განისაზღვრება მექანიზმებით, რომლებიც არ უკავშირდება განაყოფიერებას - ეპიგამიური სქესის განსაზღვრა.

ყველაზე გავრცელებული ვარიანტია სხვადასხვა სახეობის სქესის განსაზღვრა განაყოფიერების დროს. ვინაიდან სქესის განვითარება დამოკიდებულია ზიგოტაში მიღებული ქრომოსომების სიმრავლეზე, მას ქრომოსომული სქესის განსაზღვრა ეწოდება.

კარიოტიპები (ქრომოსომების დიპლოიდური ნაკრები) შედგება აუტოსომებისა და სქესის ქრომოსომებისგან. ქალის კარიოტიპი მოიცავს 22 წყვილ აუტოსომას და ერთ წყვილ XX სქესის ქრომოსომას. მდედრობითი სქესის სქესს ჰომოგამეტური ეწოდება, რადგან ის ქმნის X გამეტის ერთ ტიპს.

მამრობითი კარიოტიპი მოიცავს 22 წყვილ აუტოსომს, ქალის აუტოსომების მსგავსს, და ერთ წყვილ XY სქესის ქრომოსომებს; მამრობითი სქესი ეწოდება ჰეტეროგამეტურს. ვინაიდან ის ქმნის X და Y გამეტების ორ ტიპს.

პირველადი- თეორიულად მოსალოდნელი კერის თანაფარდობა არის 1:1. ბიჭების და გოგონების გაჩენის ალბათობა ერთნაირია - 50%.

R     XX      XY

G      X      X, Y

F 1   XX;     XY

50% გოგონები   50% ბიჭები (1:1)

მეორადი სქესის თანაფარდობა- მათი თანაფარდობა დაბადებისას განსხვავდება პირველადისაგან. ბიჭები გოგოებზე 6-7%-ით მეტს იბადებიან და 106-100. ბიოლოგიური და სოციალური მახასიათებლების გამო ბიჭები უფრო ხშირად იღუპებიან. მესამეული სქესის თანაფარდობა - მათი თანაფარდობა პუბერტატში. პირველადს უახლოვდება 1:1.

ზოგიერთ ფრინველში, ქვეწარმავლებში, ამფიბიებსა და პეპლებში (აბრეშუმის ჭია), XX მამრი არის ჰომოგამეტური სქესი, ხოლო მდედრი არის XY ჰეტეროგამეტური სქესი. პრაქტიკაში, ამ ცხოველების სქესი განისაზღვრება განაყოფიერებამდე მდედრი გამეტებით.

პროტეორის გვარის შეცდომებში ბალახებს, ასტოფეხებს, ნემატოდებს, ხოჭოებს, მდედრებს აქვთ ორი X ქრომოსომა (XX), ხოლო მამაკაცებს აქვთ ერთი (XO), XO ტიპს ეწოდება "პროტეორი".

Hymenoptera-ში (ფუტკრები, მხედრები, ჭიანჭველები) სქესი დამოკიდებულია კვერცხუჯრედის პლოიდიაზე (მათ არ აქვთ სქესობრივი ქრომოსომა). 2n ქრომოსომის მქონე ფუტკრებში განაყოფიერებული კვერცხუჯრედებიდან მდედრი ვითარდება - მუშა ფუტკარი, გაუნაყოფიერებელი (n)გან - მამრი (დრონები).

პროგამის სქესის განსაზღვრა განპირობებულია კვერცხუჯრედებში არსებული განსხვავებებით ციტოპლაზმისა და საკვები ნივთიერებების არათანაბარი რაოდენობის გამო. როტიფერებში, ბუგრებში, საზღვაო ჭიებში, მდედრი ვითარდება მსხვილი კვერცხებიდან, მამრები კი პატარებიდან.

სქესთან დაკავშირებული მემკვიდრეობა.

უთხარით, რომ ნიშან-თვისებებს, რომელთა გენები მდებარეობს ქვედა ქრომოსომებზე, ეწოდება სქესთან დაკავშირებული. მათი მემკვიდრეობა განსხვავდება იმ თვისებების მემკვიდრეობისაგან, რომელთა გენები ლოკალიზებულია აუტოსომებში.

ამჟამად, ადამიანის X ქრომოსომაში ნაპოვნია დაახლოებით 150 გენი, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან მრავალი მახასიათებლის განვითარებაზე, მათ შორის არის გენები, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან სისხლის ნორმალურ შედედებაზე, კუნთოვანი სისტემის განვითარებაზე, ბინდის ხედვაზე, ფერთა ხედვაზე. საოფლე ჯირკვლები, ზედა საჭრელი და ა.შ. ყველა ეს თვისება განპირობებულია დომინანტური ალელებით. ამ გენების რეცესიული ალელები იწვევენ დაავადებებს: ჰემოფილია - ცუდი სისხლის შედედება, დალტონიზმი - ფერთა მხედველობის დარღვევა, ღამის სიბრმავე, კუნთოვანი დისტროფია, საოფლე ჯირკვლების ნაკლებობა.

მდედრობითი (ჰომოგამეტური) სქესი შეიძლება იყოს ჰომოზიგოტური და ჰეტეროზიგოტური ამ გენებისთვის:

X n X n; X n X სთ; X სთ X სთ

ჰეტეროზიგოტური ორგანიზმები პათოლოგიური გენების ფარული მატარებლები არიან.

ჰეტეროგამეტური მამრობითი სქესი ამ გენებისთვის ჰემიზიგოტურია, ვინაიდან Y-ქრომოსომას არ გააჩნია ამ გენების X და Y ალელები; X სთ Y

Y-ქრომოსომა შეიცავს სათესლე ჯირკვლების დიფერენციაციის, ქსოვილების თავსებადობის გენებს, გენებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ კბილების ზომაზე, ასევე გენებს პათოლოგიური ნიშნებისთვის: ადრეული სიმელოტე, გაზრდილი ბეწვი (ჰიპერტრიქოზი) და იქთიოზის გენს (კანის მძიმე დაზიანება).

ვინაიდან Y ქრომოსომა მხოლოდ მამრობითი ხაზით გადადის, ეს თვისებები მხოლოდ მამაკაცებში ვლინდება. ტაქსის მემკვიდრეობის ტიპს ჰოლანდიური ეწოდება.

X ქრომოსომაზე მდებარე გენების მემკვიდრეობის თავისებურება ის არის, რომ ქალები არიან პათოლოგიური გენების ფარული მატარებლები და მათი ფენოტიპური გამოვლინება შეინიშნება მამაკაცებში:

R               X n X სთ       x       X n U

              X n,       X სთ             X n,       Y

F1   X n X h               X n X n     X n U;               X სთ წ.

    ქალები -     ქალი და მამაკაცი     მამაკაცი,

    მატარებლები               ჯანსაღი           ჰემოფილიური

X სთ - ჰემოფილია,

X n - ნორმალური სისხლის შედედება.

სქესთან დაკავშირებული თვისებები უნდა განვასხვავოთ მათგან სქესით შეზღუდული. თვისებებს, რომლებიც ვლინდება მხოლოდ ერთ სქესში, მოიხსენიება როგორც სქესით შეზღუდული თვისებები. გენები, რომლებიც განსაზღვრავენ მათ, გვხვდება აუტოსომებში და სქესის ქრომოსომებში მამაკაცებში და მდედრებში, ემორჩილებიან ჩვეულებრივი თვისებების მემკვიდრეობის ნიმუშებს. ეს არის ნიშნები, როგორიცაა კვერცხის წარმოება, რძის წარმოება, მრავალჯერადი ორსულობა, გამოკითხვა.

ამ თვისებების შერჩევა ხდება მამრობითი და მდედრობითი სქესის მეშვეობით.

ცვალებადობა.

აღწერეთ ცვალებადობა, როგორც ცოცხალი ორგანიზმების თვისება სხვადასხვა ფორმით. სტრუქტურისა და ფუნქციების მთელი მრავალფეროვნება დამოკიდებულია მასზე მათი ერთიანი გეგმის ფონზე.

ცვალებადობის ორი ძირითადი ტიპი არსებობს:

1. ფენოტიპური - შემოიფარგლება მხოლოდ ფენოტიპით, არ ახდენს გავლენას მემკვიდრეობით მასალაზე, ამიტომ არ გადაეცემა შთამომავლებს.
2. გენოტიპური - ასოცირდება გენოტიპის სხვადასხვა ცვლილებებთან.

ფენოტიპური ცვალებადობაგამოიხატება ფენოტიპური ნიშნების ცვლილებით, რომლებიც წარმოიქმნება გარემო ფაქტორების გავლენით. ისინი არ ახდენენ გავლენას გენოტიპზე, როგორც წესი, ცვლიან ფერმენტის აქტივობას. ამის მაგალითია ჰიმალაის კურდღლის ქურთუკის ფერის ცვლილება გარემოს ტემპერატურის გავლენის ქვეშ. ემბრიონი ვითარდება მომატებული ტემპერატურის პირობებში, რაც ანადგურებს მატყლის შეღებვისთვის აუცილებელ ფერმენტს, ამიტომ კურდღლები სრულიად თეთრი იბადებიან.

დაბადებიდან ცოტა ხანში სხეულის გარკვეული ნაწილები ბნელდება (ყურის რქები, კუდი, ცხვირი), სადაც ტემპერატურა სხვა ადგილებში უფრო დაბალია და ფერმენტი არ ნადგურდება. თუ თეთრი მატყლის უბანს გაიპარსავთ და +2°C-მდე გააგრილებთ, ამ ადგილას შავი მატყლი იზრდება. ფენოტიპური ცვალებადობა იყოფა შემთხვევით და მოდიფიკაციად.

შემთხვევითიწარმოიქმნება მრავალი გარემო ფაქტორის სხეულზე ერთობლივი მოქმედების შედეგად. ის გავლენას ახდენს სხვადასხვა ნიშნებზე და არ არის ადაპტირებული. ის შეიძლება მოხდეს ონტოგენეზის ნებისმიერ ეტაპზე.

მოდიფიკაციახდება გენეტიკურად იდენტურ პირებში გარე ფაქტორების გავლენის ქვეშ. მსგავს გარემო პირობებში მას აქვს ჯგუფური და შექცევადი ხასიათი.

მაგალითად, ერთი ტუბერიდან მოყვანილი კარტოფილი განსხვავდება ბუჩქის, ზომისა და ფორმის მიხედვით, რაც დამოკიდებულია ნიადაგის ნაყოფიერებასა და მოვლაზე. ულტრაიისფერი სხივების გავლენის ქვეშ მყოფი ყველა ადამიანის კანში დეპონირდება დამცავი პიგმენტი მელანინი.

მოდიფიკაციის ცვალებადობის გამოვლინება შეზღუდულია რეაქციის სიჩქარით. ქვეშ რეაქციის სიჩქარეგააცნობიეროს საზღვრები, რომლებშიც შესაძლებელია მოცემულ გენოტიპში თვისების შეცვლა. გენოტიპის ეს თვისება უზრუნველყოფს ნიშან-თვისების განვითარებას გარემო პირობების ცვალებადობიდან გამომდინარე. კლასიკური მაგალითია ბევრი ცხოველის ქურთუკის შეცვლა ზამთარში (უფრო სქელი და მსუბუქი).

რეაქციის სიჩქარე მემკვიდრეობით მიიღება თავად მოდიფიკაციის ცვალებადობისაგან განსხვავებით. მისი საზღვრები განსხვავებულია სხვადასხვა ნიშნისთვის და სხვადასხვა ინდივიდისთვის. მაგალითად, რძის რაოდენობას (რძის მოსავლიანობა) აქვს რეაქციის ფართო სიჩქარე და ცხიმის შემცველობა გაცილებით ვიწროა. რეაქციის კიდევ უფრო შეზღუდულ სიჩქარეს აქვს ისეთი ნიშნები, როგორიცაა ერითროციტების ანტიგენის ცილები, რომლებიც განსაზღვრავენ სისხლის ჯგუფს, რომლის ცვლილებები გარე ფაქტორების გავლენის ქვეშ თითქმის შეუძლებელია.

მოდიფიკაციები მიმართულია, განსხვავებით მუტაციებისგან, რომელთა მიმართულებები მრავალფეროვანია. მოდიფიკაციის ცვლილებების ინტენსივობა პროპორციულია მოქმედი ფაქტორის სიძლიერისა და ხანგრძლივობისა.

გენოტიპური ცვალებადობაასოცირდება გენოტიპის ცვლილებასთან, რომელიც გადაეცემა თაობებს. არსებობს გენოტიპური ცვალებადობის ორი ფორმა: კომბინაციური და მუტაციური.ცვალებადობის კომბინირებული ფორმა ასოცირდება სქესობრივი გამრავლების პროცესთან და მშობლის გენების ახალ კომბინაციებთან ბავშვების გენოტიპებში.

კომბინაციური ცვალებადობის ორი მექანიზმი დაკავშირებულია ჩანასახოვანი უჯრედების მომწიფების პროცესთან - მეიოზთან. მთავარია არაჰომოლოგური ქრომოსომების დამოუკიდებელი კომბინაცია, რომელიც ხდება პირველი მეიოტური დაყოფის ანაფაზაში. ასეთი კომბინაციების ალბათობა ადამიანისთვის არის 2 23 . მეორე მექანიზმი არის ქრომოსომის სეგმენტების გაცვლა ჰომოლოგიურ ქრომოსომებს შორის (გადაკვეთა). გენების კომბინაციები გაუმჯობესებულია მშობელთა წყვილების შემთხვევითი შერჩევით და გამეტების შემთხვევითი შეხვედრით იმავე მშობლის წყვილში განაყოფიერების დროს. ამის შედეგად ზიგოტებში წარმოიქმნება გენების სხვადასხვა კომბინაცია, რაც ქმნის მრავალ ვარიანტს.

მუტაციური ცვალებადობა.

ტერმინი "მუტაცია" შემოიღო 1901 წელს G. de Vries-ის მიერ. მან მუტაციას უწოდა ახალი მემკვიდრეობითი თვისების უეცარი გამოჩენა. მუტაციების წარმოქმნის მიზეზები და მექანიზმები მრავალფეროვანია. მუტაციების კლასიფიკაცია მრავალმხრივია.

1. წარმოშობის ადგილის მიხედვით განასხვავებენ სომატურ და გენერაციულ მუტაციებს. სომატური მუტაციები არის მუტაციები სომატურ უჯრედებში. თაობებს გადაეცემა ვეგეტატიური გამრავლებით, შეიძლება გამოყენებულ იქნას მცენარეთა მოშენებაში ახალი ჯიშების მისაღებად. სომატური მუტაციების ცნობილი გამოვლინებებია: ცხვრის კანზე განსხვავებული ფერის ლაქები, კანის ასაკობრივი ლაქები, თვალის ირისი ადამიანებში, კანის მეჭეჭები (პაპილომები), გენერაციული მუტაციები - მუტაციები გამეტებში, მემკვიდრეობითია.
2. მუტაციის პროცესში ჩართულობის მასშტაბის მიხედვით განასხვავებენ გენურ, ქრომოსომულ და გენომურ მუტაციებს.
   გენის (წერტილი) მუტაციები- ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის ცვლილება გენში, ისინი გამოიხატება შემდეგნაირად:
   1. ნუკლეოტიდის დეპონირება;
   2. ნუკლეოტიდის შეყვანა;
   3. ნუკლეოტიდის გაორმაგება - ნუკლეოტიდის ერთი ან მეტი წყვილის გაორმაგება;
   4. ნუკლეოტიდების გადაწყობა.
   ამ შემთხვევაში ინფორმაციის წაკითხვა დამახინჯებულია („ჩარჩო ცვლა“), იცვლება კოდოგენების მნიშვნელობა და, შესაბამისად, ნორმალური პოლიპეპტიდის სინთეზი.
   ქრომოსომული მუტაციები (აბერაციები)წარმოიქმნება ქრომოსომების გადაწყობის შედეგად:
   1. წაშლა - ქრომოსომის დიდი ნაწილის დაკარგვა;
   2. დუბლირება - ქრომოსომის მონაკვეთის გაორმაგება;
   3. ტრანსლოკაცია - ერთი ქრომოსომის მონაკვეთის მეორე არაჰემიოლოგიურში გადატანა;
   4. ჩასმა - ერთი ქრომოსომის ან ცალკეული გენის მონაკვეთის გადატანა ამ ქრომოსომის სხვა ადგილას; ეს არის ეგრეთ წოდებული მობილური გენები, რომელთა პოზიციები ქრომოსომაში სხვადასხვაგვარად მოქმედებს ნიშან-თვისებაზე;
   5. ინვერსია - ქრომოსომის მონაკვეთის გადაწყობა მისი შებრუნებით t 180 °.
   გენომური მუტაციები- ქრომოსომების რაოდენობის ცვლილება:
   1. პოლიპლოიდი - ქრომოსომების დიპლოიდური რაოდენობის ზრდა ქრომოსომების მთელი ნაკრების დამატებით. პოლიპლოიდურ ფორმებში აღინიშნება ქრომოსომების რაოდენობის მატება, ჰაპლოიდური ნაკრების ჯერადი (3n - ტრიპლოიდი; 4n - ტეტრაპლოიდი, 5n - პენტაპლოიდი, 6n - ჰექსაპლოიდი). ცხოველებსა და ადამიანებში ზოგიერთ შინაგან ორგანოში (ღვიძლი, თირკმელები) გვხვდება პოლიპლოიდური უჯრედები, რომელთა რიცხვი ასაკთან ერთად მატულობს – შერჩევითი სომატური პოლიპლოიდია. ასეთ უჯრედებს უფრო დიდი ფუნქციონირება აქვთ, ვიდრე დიპლოიდურებს;
   2. ანევპლოიდი - ქრომოსომების რაოდენობის ცვლილება, რომელშიც დიპლოიდურ ნაკრებში შეიძლება იყოს ერთი ქრომოსომა ნორმაზე მეტი ან ნაკლები: 2n ± 1 ქრომოსომა;
   3. ჰაპლოიდი - სომატურ უჯრედებში ქრომოსომების რაოდენობის შემცირება ჰაპლოიდურ კომპლექტამდე. ჰაპლოიდები ძირითადად გვხვდება მცენარეებს შორის (დატურა, სიმინდი, ხორბალი). ისინი გამოირჩევიან მცირე ზომით, შემცირებული სიცოცხლისუნარიანობით და უნაყოფობით.
3. არსებობს სპონტანური და გამოწვეული მუტაციები. სპონტანური მუტაციები ხდება შემთხვევითი მუტაგენური ფაქტორების გავლენის ქვეშ, რომელთა დოზა და დრო მკაცრად არ არის განსაზღვრული. სპონტანური მუტაციების სიხშირე ყველა ორგანიზმისთვის ერთნაირია და ერთი გენის ტოლია 10 -7 - 10 -5. ინდუცირებული მუტაციები - მუტაგენური ფაქტორებით გამოწვეული მუტაციები, რომლებიც ზრდის სპონტანური მუტაციების სიხშირეს.
4. გამოვლინების ხასიათის მიხედვით განასხვავებენ დომინანტურ, ნახევრად დომინანტურ და რეცესიულ მუტაციებს.
   დომინანტები მაშინვე ჩნდება ფენოტიპში (მაგალითად, პოლიდაქტილია - მრავალთითიანი).
   ნახევრად დომინანტები ნაწილობრივ თრგუნავენ რეცესიულ გენს, ჩნდებიან მასთან ერთდროულად, რაც იწვევს შუალედურ ნიშანს.
   რეცესიულიები გადაეცემა თაობიდან თაობას, როგორც ჰეტეროზიგოტების ნაწილი, ჩნდება მხოლოდ წყვილში იგივე მუტაციით ამ ალელებისთვის ჰომოზიგოტურ ორგანიზმებში.
5. შერჩევითი მნიშვნელობით (შერჩევის მნიშვნელობა), მუტაციები იყოფა სასარგებლო და მავნე.
   სასარგებლო ხელს უწყობს ისეთი თვისებების განვითარებას, რომლებიც ორგანიზმს აძლევს უპირატესობას გადარჩენისა და გამრავლების საქმეში. შემდეგ ისინი ფიქსირდება შერჩევით.
   მავნე:
   1. ლეტალური - იწვევს ორგანიზმების სიკვდილს;
   2. ნახევრად მომაკვდინებელი - მკვეთრად ამცირებს მის გამრავლებას.
   მაგრამ ისინი შეიძლება დიდი ხნის განმავლობაში არ გამოჩნდნენ და დაგროვდნენ მოსახლეობის გენოფონდში, როგორც ჰეტეროზიგოტების ნაწილი. უნდა გვახსოვდეს, რომ მუტაციების მანიფესტაციის ეფექტი დამოკიდებულია გარემო ფაქტორებზე. მაგალითად, დროზოფილას აქვს ლეგალური გენი, რომლის შეღწევადობა +30°C ტემპერატურაზე არის 100%, ე.ი. ყველა ბუზი კვდება, 0°C - 0%, ე.ი. ყველა ბუზი გადარჩება.

მუტაგენური ფაქტორებიშეიძლება დაიყოს 3 ჯგუფად:

ადამიანის გენეტიკა.

გაითვალისწინეთ, რომ ძირითადი გენეტიკური ნიმუშები უნივერსალური მნიშვნელობისაა. თუმცა ადამიანს, როგორც გენეტიკური კვლევის ობიექტს აქვს დიდი სპეციფიკა, რაც გარკვეულ სირთულეებს ქმნის მისი მემკვიდრეობისა და ცვალებადობის შესწავლისას: ჰიბრიდოლოგიური მეთოდის გამოყენების შეუძლებლობა,

შემწეობა აბიტურიენტებისთვის უნივერსიტეტებში
ავტორი გალკინი.

შესავალი.

ბიოლოგია არის სიცოცხლის მეცნიერება. ეს არის სამეცნიერო დისციპლინების ერთობლიობა, რომელიც სწავლობს ცოცხალ არსებებს. ამრიგად, ბიოლოგიის შესწავლის ობიექტია სიცოცხლე მისი ყველა გამოვლინებით. Რა არის ცხოვრება? ამ კითხვაზე სრული პასუხი ჯერჯერობით არ არსებობს. ამ კონცეფციის მრავალი განმარტებიდან, აქ არის ყველაზე პოპულარული. სიცოცხლე არის ცილის სხეულების არსებობისა და ფიზიკურ-ქიმიური მდგომარეობა, რომელსაც ახასიათებს ამინომჟავების და შაქრის სარკისებური ასიმეტრია, მეტაბოლიზმი, ჰომეოსტაზი, გაღიზიანებადობა, თვითრეპროდუქცია, სისტემის თვითმმართველობა, გარემოსთან ადაპტაცია, თვითგანვითარება. მოძრაობა სივრცეში, ინფორმაციის გადაცემა, ცალკეული ინდივიდების ან სოციალური კონგლომერატების ფიზიკური და ფუნქციური დისკრეტულობა, აგრეთვე სუპერორგანიზმების სისტემების შედარებითი დამოუკიდებლობა, ბიოსფეროს ცოცხალი მატერიის ზოგადი ფიზიკური და ქიმიური ერთიანობით.

ბიოლოგიური დისციპლინების სისტემა მოიცავს სისტემურ ობიექტებზე კვლევის მიმართულებას: მიკრობიოლოგია, ზოოლოგია, ბოტანიკა, ადამიანის შესწავლა და ა.შ. ზოგადი ბიოლოგია განიხილავს ყველაზე ფართო შაბლონებს, რომლებიც ავლენენ ცხოვრების არსს, მის ფორმებსა და განვითარების ნიმუშებს. ცოდნის ეს სფერო ტრადიციულად მოიცავს დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის დოქტრინას, უჯრედების დოქტრინას, ორგანიზმების ინდივიდუალურ განვითარებას, მოლეკულურ ბიოლოგიას, დარვინიზმს (ევოლუციური დოქტრინა), გენეტიკას, ეკოლოგიას, ბიოსფეროს დოქტრინას და ადამიანის მოძღვრება.

სიცოცხლის წარმოშობა დედამიწაზე.

დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემა იყო და რჩება მთავარ პრობლემად კოსმოლოგიასთან და ცოდნასთან ერთად მატერიის სტრუქტურის პოვნა. თანამედროვე მეცნიერებას არ აქვს პირდაპირი მტკიცებულება იმის შესახებ, თუ როგორ და სად გაჩნდა სიცოცხლე. არსებობს მხოლოდ ლოგიკური კონსტრუქციები და არაპირდაპირი მტკიცებულებები, რომლებიც მიღებულია მოდელის ექსპერიმენტებით და მონაცემები პალეონტოლოგიის, გეოლოგიის, ასტრონომიის და ა.შ.

სამეცნიერო ბიოლოგიაში დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის ყველაზე ცნობილი ჰიპოთეზაა ს. არენიუსის პანსპერმიის თეორია და ა.ი. ოპარინის მიერ შემოთავაზებული მატერიის ხანგრძლივი ევოლუციური განვითარების შედეგად დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის თეორია. .

პანსპერმიის თეორია ფართოდ იყო გავრცელებული მე-19 საუკუნის ბოლოს და მე-20 საუკუნის დასაწყისში. ახლა კი მას ბევრი მხარდამჭერი ჰყავს.

ამ თეორიის თანახმად, ცოცხალი არსებები დედამიწაზე კოსმოსიდან ჩამოიყვანეს. განსაკუთრებით გავრცელებული იყო ვარაუდები ცოცხალი ორგანიზმების ემბრიონების დედამიწაზე მეტეორიტების ან კოსმოსური მტვრის შემოტანის შესახებ. აქამდე მეტეორიტებში ცდილობენ გაარკვიონ სიცოცხლის რა ნიშნებია. 1962 წელს ამერიკელმა მეცნიერებმა, 1982 წელს რუსმა მეცნიერებმა განაცხადეს მეტეორიტებში ორგანიზმების ნაშთების აღმოჩენის შესახებ. მაგრამ მალევე აჩვენეს, რომ ნაპოვნი სტრუქტურული წარმონაქმნები სინამდვილეში მინერალური გრანულებია და მხოლოდ გარეგნულად ჰგავს ბიოლოგიურ სტრუქტურებს. 1992 წელს გამოჩნდა ამერიკელი მეცნიერების ნაშრომები, სადაც ანტარქტიდაზე შერჩეული მასალის შესწავლის საფუძველზე, ისინი აღწერენ მეტეორიტებში ბაქტერიების მსგავსი ცოცხალი არსებების ნაშთების არსებობას. რა ელის ამ აღმოჩენას, ამას დრო გვიჩვენებს. მაგრამ, პანსპერმიის თეორიისადმი ინტერესი დღემდე არ გამქრალა.

დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემის სისტემატური განვითარება 1920-იან წლებში დაიწყო. 1924 წელს გამოიცა ა.ი.ოპარინის წიგნი „სიცოცხლის წარმოშობა“, ხოლო 1929 წელს დ.ჰალდანის სტატია ამავე თემაზე. მაგრამ, როგორც თავად ჰალდანმა მოგვიანებით აღნიშნა, მის სტატიაში ძლივს იპოვა რაიმე ახალი, რაც ოპარინს არ გააჩნდა. ამრიგად, დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის თეორიას "ბიოლოგიური დიდი აფეთქების" შედეგად შეიძლება უსაფრთხოდ ეწოდოს ოპარინის თეორია და არა ოპარინ-ჰალდანის თეორია.

ოპარინის თეორიის მიხედვით სიცოცხლე დედამიწაზე გაჩნდა. ეს პროცესი შედგებოდა შემდეგი ეტაპებისაგან: 1) არაორგანული ნივთიერებებისგან წარმოიქმნება ორგანული ნივთიერებები; 2) ხდება პირველადი ორგანული ნივთიერებების სწრაფი ფიზიკურ-ქიმიური გადაწყობა. ასახეთ ასიმეტრიული ორგანული პრბიოლოგიური ნივთიერებები აქტიური ვულკანური აქტივობის, მაღალი ტემპერატურის, რადიაციის, გაძლიერებული ულტრაიისფერი გამოსხივების, სწრაფად ჭექა-ქუხილის პირობებში. მარცხენა ამინომჟავების პოლიმერიზაციის დროს წარმოიქმნა პირველადი ცილები. ამავე დროს წარმოიქმნა აზოტოვანი ფუძეები - ნუკლეოტიდები; 3) ფიზიკურმა და ქიმიურმა პროცესებმა ხელი შეუწყო კოაცერვატის წვეთების (კოაცერვატების) წარმოქმნას - გელის ტიპის სტრუქტურები; 4) პოლინუკლეოტიდების - დნმ და რნმ-ის წარმოქმნა და მათი ჩართვა კოაცერვატებში; 5) „ფილმის“ ფორმირება, რომელიც გამოყოფდა კოცერვატებს გარემოსგან, რამაც გამოიწვია პრებიოლოგიური სისტემის გაჩენა, რომელიც იყო ღია სისტემა. ჰქონდა ცილის სინთეზისა და დაშლის მატრიცირების უნარი.

შემდგომ წლებში ოპარინის თეორია სრულად დადასტურდა. თეორიის დიდი დამსახურებაა ის, რომ მისი დიდი ნაწილი შეიძლება შემოწმდეს ან ლოგიკურად იყოს დაკავშირებული გადამოწმებად წინადადებებთან.

სიცოცხლის გაჩენის პროცესში უაღრესად მნიშვნელოვანი ნაბიჯი იყო არაორგანული ნახშირბადის ნაერთების ორგანულში გადასვლა. ასტრონომიულმა მონაცემებმა აჩვენა, რომ ახლაც ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნა ყველგან, სიცოცხლისგან სრულიად დამოუკიდებლად ხდება. აქედან დაასკვნეს, რომ ასეთი სინთეზი მოხდა დედამიწაზე დედამიწის ქერქის წარმოქმნის დროს. სინთეზზე სამუშაოების სერია დაიწყო 1953 წელს ს. მილერის მიერ, რომელმაც მოახდინა ამინომჟავების სინთეზი ელექტრული გამონადენის გავლის გზით გაზების ნარევში, რომელიც სავარაუდოდ წარმოადგენს პირველადი ატმოსფეროს (წყალბადი, წყლის ორთქლი, ამიაკი, მეთანი). ცალკეული კომპონენტებისა და გავლენის ფაქტორების შეცვლით, სხვადასხვა მეცნიერებმა მიიღეს გლიცინი, ასკარგინის მჟავა და სხვა ამინომჟავები. 1963 წელს, უძველესი ატმოსფეროს პირობების მოდელირებით, მეცნიერებმა მიიღეს ინდივიდუალური პოლიპეპტიდები, რომელთა მოლეკულური წონა 3000-9000 იყო. ბოლო წლებში რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ბიოქიმიის ინსტიტუტში და მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტში დეტალურად იქნა შესწავლილი ქიმიური შემადგენლობა, ფიზიკოქიმიური თვისებები და კოაცერვატის წვეთების წარმოქმნის მექანიზმი. ნაჩვენებია, რომ პრებიოლოგიური სისტემების ევოლუციის ზოგადი პროცესის პარალელურად, ხდებოდა მათი გარდაქმნა უფრო სპეციალიზებულ სტრუქტურებად.

და აქ ირკვევა, რომ ბუნებრივმა გადარჩევამ მომავალში უნდა გამოიწვიოს უჯრედის - ცოცხალი ორგანიზმის ელემენტარული სტრუქტურული და ფუნქციური ერთეულის გაჩენა.

ცხოვრების ძირითადი მახასიათებლები.

გადაადგილების უნარი. ნიშნები აშკარად ჩანს ცხოველებში, რომელთაგან ბევრს შეუძლია აქტიური მოძრაობა. მოძრაობის უმარტივეს ორგანოებში არის დროშები, ცილიები და ა.შ. უფრო ორგანიზებულ ცხოველებში კიდურები ჩნდება. მცენარეებს ასევე აქვთ გადაადგილების უნარი. ერთუჯრედიან წყალმცენარეს ქლამიდომონას აქვს დროშები. სპორების გაფანტვა, თესლის გაფანტვა, სივრცეში მოძრაობა რიზომების დახმარებით მოძრაობის ყველა ვარიანტია.

ზრდის უნარი. ყველა ცოცხალ არსებას შეუძლია გაიზარდოს ზომა და მასა გაჭიმვის, უჯრედების დაყოფის და ა.შ.

კვება, სუნთქვა, გამოყოფა არის პროცესები, რომლითაც უზრუნველყოფილია ნივთიერებათა ცვლა.

გაღიზიანება არის გარე გავლენებზე რეაგირებისა და რეაგირების უნარი.

რეპროდუქცია და მასთან დაკავშირებული ცვალებადობის და მემკვიდრეობითობის ფენომენი ცოცხალთა ყველაზე დამახასიათებელი თვისებაა. ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმი აწარმოებს თავის სახეს. შთამომავლები ინარჩუნებენ მშობლების თვისებებს და იძენენ მხოლოდ მათთვის დამახასიათებელ თვისებებს.

ამ თვისებების ერთობლიობა უდავოდ ახასიათებს ცოცხალს, როგორც მეტაბოლიზმს, გაღიზიანებას და გამრავლების უნარს, მაგრამ უნდა გვახსოვდეს, რომ ცხოვრების კონცეფცია გაცილებით რთულია (იხ. შესავალი).

ცხოვრების ორგანიზების დონეები.

ორგანიზაციის დონე არის გარკვეული სირთულის ბიოლოგიური სტრუქტურის ფუნქციური ადგილი ცოცხალთა ზოგად „სისტემათა სისტემაში“. ჩვეულებრივ, განასხვავებენ ორგანიზაციის მოლეკულურ (მოლეკულურ-გენეტიკურ), ფიჭურ, ორგანიზმურ, პოპულაციურ-სახეობებს, ბიოცენოტიკურ, ბიოსფერულ დონეებს.

სიცოცხლის ელემენტარული და ფუნქციური ერთეული არის უჯრედი. უჯრედს აქვს ცოცხალი არსების თითქმის ყველა ძირითადი მახასიათებელი, განსხვავებით ეგრეთ წოდებული არაუჯრედული ორგანიზმებისგან (მაგ. ვირუსები), რომლებიც არსებობენ მოლეკულურ დონეზე.

ორგანიზმი სიცოცხლის რეალური მატარებელია, რომელსაც ახასიათებს მისი ყველა ბიო თვისება.

სახეობა არის სტრუქტურითა და წარმოშობით მსგავსი ინდივიდების ჯგუფი.

ბიოცენოზი არის სახეობების ერთობლიობა, რომლებიც ბინადრობენ მიწის ან წყლის მეტ-ნაკლებად ერთგვაროვან ზონაში.

ბიოსფერო არის დედამიწის ყველა ბიოცენოზის მთლიანობა.

ბიოლოგიის შესწავლის მეთოდები.

თანამედროვე ბიოლოგიის მეთოდები განისაზღვრება მისი ამოცანებით. ბიოლოგიის ერთ-ერთი მთავარი ამოცანაა ჩვენს გარშემო არსებული ცოცხალი არსებების სამყაროს ცოდნა. თანამედროვე ბიოლოგიის მეთოდები მიზნად ისახავს კონკრეტულად ამ პრობლემის შესწავლას.

სამეცნიერო კვლევა ჩვეულებრივ იწყება დაკვირვებით. ბიოლოგიური ობიექტების შესწავლის ეს მეთოდი გამოიყენება ადამიანის მნიშვნელოვანი არსებობის დასაწყისიდან. ეს მეთოდი საშუალებას გაძლევთ შექმნათ წარმოდგენა შესასწავლ ობიექტზე, შეაგროვოთ მასალა შემდგომი მუშაობისთვის.

დაკვირვება იყო ძირითადი მეთოდი ბიოლოგიის განვითარების აღწერით პერიოდში. დაკვირვების საფუძველზე წამოიჭრება ჰიპოთეზა.

ბიოლოგიური ობიექტების შესწავლის შემდეგი ნაბიჯები დაკავშირებულია ექსპერიმენტთან.

იგი გახდა ბიოლოგიის აღწერითი მეცნიერებიდან ექსპერიმენტულ მეცნიერებაზე გადასვლის საფუძველი. ექსპერიმენტი საშუალებას გაძლევთ შეამოწმოთ დაკვირვების შედეგები და მიიღოთ მონაცემები, რომელთა მიღება შეუძლებელია კვლევის პირველ ეტაპზე.

ნამდვილ სამეცნიერო ექსპერიმენტს უნდა ახლდეს საკონტროლო ექსპერიმენტი.

ექსპერიმენტი უნდა იყოს რეპროდუცირებადი. ეს საშუალებას მოგცემთ მიიღოთ სანდო მონაცემები და დაამუშავოთ მონაცემები კომპიუტერის გამოყენებით.

ბოლო წლებში მოდელირების მეთოდი ფართოდ გამოიყენება ბიოლოგიაში. ფენომენებისა და პროცესების მათემატიკური მოდელების შექმნა შესაძლებელი გახდა ბიოლოგიურ კვლევაში კომპიუტერების ფართოდ დანერგვით.

მაგალითია მცენარის სახეობების შესწავლის ალგორითმი. პირველ ეტაპზე მკვლევარი სწავლობს ორგანიზმის ნიშნებს. დაკვირვების შედეგები იწერება სპეციალურ ჟურნალში. ყველა არსებული მახასიათებლის იდენტიფიკაციის საფუძველზე, წამოიჭრება ჰიპოთეზა, რომ ორგანიზმი ეკუთვნის კონკრეტულ სახეობას. ჰიპოთეზის სისწორე განისაზღვრება ექსპერიმენტით. იმის ცოდნა, რომ ერთი და იგივე სახეობის წარმომადგენლები თავისუფლად ერწყმის ერთმანეთს და აწარმოებენ ნაყოფიერ შთამომავლობას, მკვლევარი ზრდის ორგანიზმს შესასწავლი ინდივიდისგან აღებული თესლიდან და კვეთს ზრდასრულ ორგანიზმს საცნობარო ორგანიზმთან, რომლის კუთვნილი სახეობა წინასწარ არის დადგენილი. თუ ამ ექსპერიმენტის შედეგად მიიღება თესლი, საიდანაც სიცოცხლისუნარიანი ორგანიზმი ვითარდება, მაშინ ჰიპოთეზა დადასტურებულად ითვლება.

ორგანული სამყაროს მრავალფეროვნება.

მრავალფეროვნებას, ისევე როგორც დედამიწაზე სიცოცხლის მრავალფეროვნებას, სწავლობს სისტემატიკა - ბიოლოგიის ყველაზე მნიშვნელოვანი განყოფილება.

ორგანიზმების სისტემები დედამიწაზე სიცოცხლის მრავალფეროვნების ანარეკლია. დედამიწაზე ცხოვრობენ ორგანიზმების სამი ჯგუფის წარმომადგენლები: ვირუსები, პროკარიოტები, ევკარიოტები.

ვირუსები არის ორგანიზმები, რომლებსაც არ აქვთ უჯრედული სტრუქტურა. პროკარიოტები და ევკარიოტები არის ორგანიზმები, რომელთა ძირითადი სტრუქტურული ერთეული უჯრედია. პროკარიოტულ უჯრედებს არ აქვთ კარგად ჩამოყალიბებული უჯრედის ბირთვი. ევკარიოტებში უჯრედს აქვს ნამდვილი ბირთვი, სადაც ბირთვული მასალა გამოყოფილია ციტოპლაზმიდან ორმემბრანიანი მემბრანით.

პროკარიოტებში შედის ბაქტერიები და ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები. ბაქტერიები ერთუჯრედიანი, ძირითადად ჰეტეროზიგოტური ორგანიზმებია. ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები არის ერთუჯრედიანი, კოლონიური ან მრავალუჯრედიანი ორგანიზმები შერეული ტიპის კვების. ლურჯ-მწვანე უჯრედებს აქვთ ქლოროფილი, რომელიც უზრუნველყოფს აუტოტროფიულ კვებას, მაგრამ ლურჯ-მწვანეს შეუძლია მზა ორგანული ნივთიერებების შთანთქმა, საიდანაც ისინი ქმნიან საკუთარ მაკრომოლეკულურ ნივთიერებებს. ევკარიოტებში სამი სამეფოა: სოკოები, მცენარეები და ცხოველები. სოკო არის ჰეტეროტროფული ორგანიზმები, რომელთა სხეული წარმოდგენილია მიცელიუმით. სოკოების განსაკუთრებულ ჯგუფს წარმოადგენენ ლიქენები, სადაც სოკოვანი სიმბიონები არიან უჯრედული ან ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები.

მცენარეები ძირითადად ავტოტროფული ორგანიზმებია.

ცხოველები ჰეტეროზიგოტური ევკარიოტები არიან.

ცოცხალი ორგანიზმები დედამიწაზე არსებობენ თემების მდგომარეობაში - ბიოცენოზი.

ვირუსების ორგანიზმებთან ურთიერთობა სადავოა, რადგან მათ არ შეუძლიათ უჯრედის გარეთ გამრავლება და არ აქვთ უჯრედული სტრუქტურა. და მაინც, ბიოლოგთა უმეტესობა თვლის, რომ ვირუსები ყველაზე პატარა ცოცხალი ორგანიზმებია.

რუსი ბოტანიკოსი D.I. ივანოვსკი ითვლება ვირუსების აღმომჩენად, მაგრამ მხოლოდ ელექტრონული მიკროსკოპის გამოგონებით გახდა შესაძლებელი ამ იდუმალი სტრუქტურების სტრუქტურის შესწავლა. ვირუსები ძალიან მარტივია. ვირუსის „ბირთვი“ არის დნმ-ის ან რნმ-ის მოლეკულა.ეს „ბირთვი“ გარშემორტყმულია ცილოვანი საფარით. ზოგიერთ ვირუსს უვითარდება ლიპოპროტეინის გარსი, რომელიც წარმოიქმნება მასპინძელი უჯრედის ციტოპლაზმური მემბრანიდან.

უჯრედში შეღწევის შემდეგ ვირუსები იძენენ საკუთარი თავის გამრავლების უნარს. ამავდროულად, ისინი „გამორბენ“ მასპინძელ დნმ-ს და მათი ნუკლეინის მჟავის გამოყენებით აძლევენ ბრძანებას ვირუსის ახალი ასლების სინთეზის შესახებ. ვირუსებს შეუძლიათ "შეტევა" ორგანიზმების ყველა ჯგუფის უჯრედებზე. ვირუსებს, რომლებიც ბაქტერიებს „თავდასხმას“ ეძახიან სპეციალური სახელი - ბაქტერიოფაგები.

ვირუსების მნიშვნელობა ბუნებაში დაკავშირებულია მათ უნართან, გამოიწვიონ სხვადასხვა დაავადებები. ეს არის ფოთლების მოზაიკა, გრიპი, ჩუტყვავილა, წითელა, პოლიომიელიტი, ყბაყურა და მეოცე საუკუნის „ჭირი“ - შიდსი.

ვირუსების გადაცემის მეთოდი ხორციელდება წვეთოვანი სითხის გზით, კონტაქტით, მატარებლების (რწყილები, ვირთხები, თაგვები და სხვ.) დახმარებით, განავლით და საკვებით.

შეძენილი იმუნოდეფიციტის სინდრომი (შიდსი). შიდსის ვირუსი.

შიდსი არის ინფექციური დაავადება, რომელიც გამოწვეულია რნმ ვირუსით. შიდსის ვირუსს აქვს ღეროს ფორმის ან ოვალური ან მრგვალი ფორმა. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში მისი დიამეტრი 140 ნმ აღწევს. ვირუსი შედგება რნმ-ისგან, რევარტაზას ფერმენტისგან, ორი ტიპის ცილისგან, ორი ტიპის გლიკოპროტეინებისა და ლიპიდებისგან, რომლებიც ქმნიან გარე მემბრანას. ფერმენტი კატალიზებს დნმ-ის ჯაჭვის სინთეზის რეაქციას ვირუსის რნმ-ის შაბლონზე ვირუსით დაზარალებულ უჯრედში. შიდსის ვირუსი გამოხატულია T- ლიმფოციტებში.

ვირუსი არასტაბილურია გარემოს მიმართ, მგრძნობიარეა მრავალი ანტისეპტიკის მიმართ. 30 წუთის განმავლობაში 56C ტემპერატურაზე გაცხელებისას ვირუსის ინფექციური აქტივობა 1000-ჯერ მცირდება.

დაავადება გადაეცემა სქესობრივი გზით ან სისხლით. შიდსით ინფექცია ჩვეულებრივ ფატალურია!

ციტოლოგიის საფუძვლები.

უჯრედის თეორიის ძირითადი დებულებები.

გალია მე-17 საუკუნის მეორე ნახევარში აღმოაჩინეს. უჯრედის შესწავლა განსაკუთრებით მძაფრად განვითარდა XIX საუკუნის მეორე ნახევარში უჯრედული თეორიის შექმნასთან დაკავშირებით. კვლევის ფიჭური დონე გახდა ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიოლოგიური დისციპლინების სახელმძღვანელო პრინციპი. ბიოლოგიაში ჩამოყალიბდა ახალი განყოფილება - ციტოლოგია. ციტოლოგიის შესწავლის ობიექტია მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების უჯრედები, აგრეთვე ორგანიზმები, რომელთა სხეული წარმოდგენილია ერთი უჯრედით. ციტოლოგია შეისწავლის სტრუქტურას, ქიმიურ შემადგენლობას, მათი გამრავლების გზებს, ადაპტაციურ თვისებებს.

ციტოლოგიის თეორიული საფუძველი არის უჯრედული თეორია. უჯრედის თეორია ჩამოყალიბდა 1838 წელს ტ.შვანის მიერ, თუმცა უჯრედის თეორიის პირველი ორი დებულება ეკუთვნის მ.შლაიდენს, რომელიც სწავლობდა მცენარეთა უჯრედებს. ცხოველთა უჯრედების სტრუქტურის ცნობილმა სპეციალისტმა ტ.შვანმა 1838 წელს, მ.შლაიდენის ნაშრომების მონაცემებზე და საკუთარი კვლევის შედეგებზე დაყრდნობით, გააკეთა შემდეგი დასკვნები:

უჯრედი ცოცხალი ორგანიზმების უმცირესი სტრუქტურული ერთეულია.

უჯრედები წარმოიქმნება ცოცხალი ორგანიზმების აქტივობის შედეგად.

ცხოველურ და მცენარეულ უჯრედებს უფრო მეტი მსგავსება აქვთ, ვიდრე განსხვავებები.

მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების უჯრედები ერთმანეთთან სტრუქტურულად და ფუნქციურად არის დაკავშირებული.

სტრუქტურისა და ცხოვრებისეული აქტივობის შემდგომმა შესწავლამ შესაძლებელი გახადა ბევრი რამის სწავლა მის შესახებ. ამას ხელი შეუწყო მიკროსკოპული ტექნიკის, კვლევის მეთოდების სრულყოფას და ციტოლოგიაში მრავალი ნიჭიერი მკვლევრის მოსვლას. დეტალურად იქნა შესწავლილი ბირთვის აგებულება, ჩატარდა ისეთი მნიშვნელოვანი ბიოლოგიური პროცესების ციტოლოგიური ანალიზი, როგორიცაა მიტოზი, მეიოზი და განაყოფიერება. თავად უჯრედის მიკროსტრუქტურა ცნობილი გახდა. უჯრედის ორგანელები აღმოაჩინეს და აღწერეს. მე-20 საუკუნის ციტოლოგიური კვლევის პროგრამამ დაისახა უჯრედის თვისებების გარკვევა და უფრო ზუსტად გარჩევა. აქედან გამომდინარე, განსაკუთრებული ყურადღება დაეთმო უჯრედის ქიმიური შემადგენლობისა და მექანიზმის შესწავლას, რომლითაც უჯრედი შთანთქავს ნივთიერებებს გარემოდან.

ყველა ამ კვლევამ შესაძლებელი გახადა უჯრედების თეორიის დებულებების გამრავლება და გაფართოება, რომლის ძირითადი პოსტულატები ამჟამად ასე გამოიყურება:

უჯრედი არის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის ძირითადი და სტრუქტურული ერთეული.

უჯრედები წარმოიქმნება მხოლოდ უჯრედებისგან გაყოფის შედეგად.

ყველა ორგანიზმის უჯრედები მსგავსია აგებულებით, ქიმიური შემადგენლობით და ძირითადი ფიზიოლოგიური ფუნქციებით.

მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების უჯრედები ქმნიან ერთ ფუნქციურ კომპლექსს.

უმაღლესი მცენარეებისა და ცხოველების უჯრედები ქმნიან ფუნქციურად დაკავშირებულ ჯგუფებს - ქსოვილებს; ორგანოები, რომლებიც ქმნიან სხეულს, იქმნება ქსოვილებისგან.

პროკარიოტული და ევკარიოტული უჯრედების სტრუქტურული მახასიათებლები.

პროკარიოტები არის უძველესი ორგანიზმები, რომლებიც ქმნიან დამოუკიდებელ სამეფოს. პროკარიოტებში შედის ბაქტერიები, ლურჯ-მწვანე „წყალმცენარეები“ და სხვა მცირე ჯგუფები.

პროკარიოტულ უჯრედებს არ აქვთ მკაფიო ბირთვი. წარმოდგენილია გენეტიკური აპარატი. შედგება წრიული დნმ-ისგან. უჯრედში არ არის მიტოქონდრია და გოლჯის აპარატი.

ევკარიოტები არიან ორგანიზმები, რომლებსაც აქვთ ნამდვილი ბირთვი. ევკარიოლები მოიცავს მცენარეთა სამეფოს, ცხოველთა სამეფოს და სოკოების სამეფოს წარმომადგენლებს.

ევკარიოტული უჯრედები ჩვეულებრივ უფრო დიდია ვიდრე პროკარიოტული უჯრედები და იყოფა ცალკეულ სტრუქტურულ ელემენტებად. ცილასთან შეკრული დნმ აყალიბებს ქრომოსომებს, რომლებიც განლაგებულია ბირთვში, გარშემორტყმულია ბირთვული გარსით და სავსეა კარიოპლაზმით. ევკარიოტული უჯრედების სტრუქტურულ ელემენტებად დაყოფა ხდება ბიოლოგიური მემბრანების გამოყენებით.

ევკარიოტული უჯრედები. სტრუქტურა და ფუნქციები.

ევკარიოტებში შედის მცენარეები, ცხოველები, სოკოები.

მცენარეთა და სოკოს უჯრედების სტრუქტურა დეტალურად არის განხილული ბოტანიკის განყოფილებაში "სახელმძღვანელოები უნივერსიტეტებში აბიტურიენტებისთვის" შედგენილი M.A. Galkin-ის მიერ.

ამ სახელმძღვანელოში ჩვენ აღვნიშნავთ ცხოველთა უჯრედების განმასხვავებელ მახასიათებლებს, უჯრედული თეორიის ერთ-ერთ დებულებაზე დაყრდნობით. „მცენარეთა და ცხოველურ უჯრედებს შორის უფრო მეტი მსგავსებაა, ვიდრე განსხვავება“.

ცხოველურ უჯრედებს არ აქვთ უჯრედის კედელი. იგი წარმოდგენილია შიშველი პროტოპლასტით. ცხოველური უჯრედის სასაზღვრო შრე – გლიკოკალიქსი ციტოპლაზმური მემბრანის ზედა ფენაა, რომელიც „გამაგრებულია“ პოლისაქარიდის მოლეკულებით, რომლებიც უჯრედშორისი ნივთიერების ნაწილია, ვიდრე უჯრედში.

მიტოქონდრიებს აქვთ დაკეცილი კრისტალები.

ცხოველურ უჯრედებს აქვთ უჯრედის ცენტრი, რომელიც შედგება ორი ცენტრიოლისგან. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ ნებისმიერ ცხოველურ უჯრედს პოტენციურად შეუძლია გაყოფა.

ცხოველურ უჯრედში ჩართვა წარმოდგენილია მარცვლებისა და წვეთების (ცილები, ცხიმები, ნახშირწყლების გლიკოგენი), მეტაბოლიზმის საბოლოო პროდუქტების, მარილის კრისტალების, პიგმენტების სახით.

ცხოველურ უჯრედებში შეიძლება იყოს მცირე ზომის კონტრაქტული, საჭმლის მომნელებელი, გამომყოფი ვაკუოლები.

უჯრედებში არ არის პლასტიდები, ჩანართები სახამებლის მარცვლების, მარცვლების, წვენით სავსე დიდი ვაკუოლების სახით.

უჯრედების დაყოფა.

უჯრედი წარმოიქმნება მხოლოდ უჯრედისგან გაყოფის შედეგად. ევკარიოტული უჯრედები იყოფა მიტოზის ტიპის ან მეიოზის ტიპის მიხედვით. ორივე ეს განყოფილება მიმდინარეობს სამ ეტაპად:

მცენარეთა უჯრედების დაყოფა მიტოზის ტიპისა და მეიოზის ტიპის მიხედვით დეტალურად არის აღწერილი M.A. Galkin-ის მიერ შედგენილი უნივერსიტეტების აპლიკანტებისთვის სახელმძღვანელოს „ბოტანიკა“ განყოფილებაში.

აქ ჩვენ აღვნიშნავთ მხოლოდ ცხოველური უჯრედების გაყოფის თავისებურებებს.

ცხოველთა უჯრედებში გაყოფის თავისებურებები დაკავშირებულია მათში უჯრედის კედლის არარსებობასთან. როდესაც უჯრედი იყოფა მიტოზის ტიპის მიხედვით ციტოკინეზის დროს, ქალიშვილი უჯრედების გამოყოფა უკვე პირველ ეტაპზე ხდება.მცენარეებში შვილობილი უჯრედები ფორმას იღებენ დედა უჯრედის უჯრედის კედლის დაცვის ქვეშ, რომელიც ნადგურდება მხოლოდ მას შემდეგ. პირველადი უჯრედის კედლის გამოჩენა ქალიშვილ უჯრედებში. როდესაც უჯრედი იყოფა ცხოველებში მეიოზის ტიპის მიხედვით, დაყოფა ხდება უკვე ტელოფაზა 1-ში. მცენარეებში, ტელოფაზა 1-ში მთავრდება ორბირთვული უჯრედის წარმოქმნა.

პირველ ტელოფაზაში გაყოფის ღეროს წარმოქმნას წინ უძღვის ცენტრიოლების განსხვავებები უჯრედის პოლუსებთან. ცენტრიოლებიდან იწყება ღეროების ძაფების წარმოქმნა. მცენარეებში, spindle ძაფები იწყებენ ფორმირებას მიკროტუბულების ბოძების მტევნებიდან.

უჯრედის მოძრაობა. მოძრაობის ორგანოები.

ერთი უჯრედისაგან შემდგარ ცოცხალ ორგანიზმებს ხშირად აქვთ აქტიური მოძრაობის უნარი. მოძრაობის მექანიზმები, რომლებიც წარმოიშვა ევოლუციის პროცესში, ძალიან მრავალფეროვანია. მოძრაობის ძირითადი ფორმებია – ამებოიდური და ფლაგელას დახმარებით. გარდა ამისა, უჯრედებს შეუძლიათ გადაადგილება ლორწოს გამოყოფით ან ციტოპლაზმის ძირითადი ნივთიერების გადაადგილებით.

ამებოიდების მოძრაობამ მიიღო სახელი უმარტივესი ორგანიზმის - ამებასგან. ამებაში მოძრაობის ორგანოებია ცრუ ფეხები - ფსევდომსგავსება, რომლებიც ციტოპლაზმის გამონაზარდებია. ისინი წარმოიქმნება ციტოპლაზმის ზედაპირზე სხვადასხვა ადგილას. მათ შეუძლიათ გაქრეს და ხელახლა გამოჩნდნენ სხვაგან.

დროშების დახმარებით მოძრაობა დამახასიათებელია მრავალი ერთუჯრედიანი წყალმცენარეებისთვის (მაგალითად, ქლამიდომონა), პროტოზოვა (მაგალითად, მწვანე ევგლენა) და ბაქტერიისთვის. ამ ორგანიზმებში მოძრაობის ორგანოებია ფლაგელები - ციტოპლაზმური გამონაზარდები ციტოპლაზმის ზედაპირზე.

უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა.

უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა მჭიდრო კავშირშია ცხოვრების ამ ელემენტარული და ფუნქციური ერთეულის სტრუქტურისა და ფუნქციონირების თავისებურებებთან.

ისევე როგორც მორფოლოგიურად, ყველა სამეფოს წარმომადგენელთა უჯრედებისთვის ყველაზე გავრცელებული და უნივერსალურია პროტოპლასტის ქიმიური შემადგენლობა. ეს უკანასკნელი შეიცავს დაახლოებით 80% წყალს, 10% ორგანულ ნივთიერებებს და 1% მარილებს. პროტოპლასტის ფორმირებაში წამყვანი როლი მათ შორის არის ძირითადად ცილები, ნუკლეინის მჟავები, ლიპიდები და ნახშირწყლები.

ქიმიური ელემენტების შემადგენლობის მიხედვით, პროტოპლასტი უკიდურესად რთულია. ის შეიცავს როგორც მცირე მოლეკულური წონის, ასევე დიდი მოლეკულის მქონე ნივთიერებებს. პროტოპლასტის წონის 80% შედგება მაღალი მოლეკულური წონის ნივთიერებებისგან და მხოლოდ 30% არის დაბალი მოლეკულური წონის ნაერთები. ამავდროულად, თითოეული მაკრომოლეკულისთვის არის ასობით, ხოლო თითოეული დიდი მაკრომოლეკულისთვის არის ათასობით და ათი ათასი მოლეკულა.

თუ გავითვალისწინებთ უჯრედში ქიმიური ელემენტების შემცველობას, მაშინ პირველი ადგილი უნდა დაეთმოს ჟანგბადს (65-25%). შემდეგ მოდის ნახშირბადი (15-20%), წყალბადი (8-10%) და აზოტი (2-3%). სხვა ელემენტების რაოდენობა და მათგან ასამდე უჯრედებში აღმოაჩინეს, გაცილებით ნაკლებია. უჯრედში ქიმიური ელემენტების შემადგენლობა დამოკიდებულია როგორც ორგანიზმის ბიოლოგიურ მახასიათებლებზე, ასევე ჰაბიტატზე.

არაორგანული ნივთიერებები და მათი როლი უჯრედის სიცოცხლეში.

უჯრედის არაორგანულ ნივთიერებებს მიეკუთვნება წყალი და მარილები. სასიცოცხლო პროცესებისთვის, კათიონებიდან, რომლებიც ქმნიან მარილებს, ყველაზე მნიშვნელოვანია K, Ca, Mg, Fe, Na, NH, ანიონებიდან NO, HPO, HPO.

ამონიუმის და ნიტრატის იონები მცენარეთა უჯრედებამდე მცირდება NH-მდე და შედის ამინომჟავების სინთეზში; ცხოველებში ამინომჟავები გამოიყენება საკუთარი ცილების შესაქმნელად. როდესაც ორგანიზმები იღუპებიან, ისინი შედის ნივთიერებების ციკლში თავისუფალი აზოტის სახით. ისინი ცილების, ამინომჟავების, ნუკლეინის მჟავების და ატფ-ის ნაწილია. თუ ნიადაგში მყოფი ფოსფორ-ფოსფატები იხსნება მცენარის ფესვთა სეკრეციით და შეიწოვება. ისინი ყველა მემბრანის სტრუქტურის, ნუკლეინის მჟავებისა და ატფ-ის, ფერმენტების, ქსოვილების ნაწილია.

კალიუმი ყველა უჯრედში გვხვდება K იონების სახით.უჯრედის „კალიუმის ტუმბო“ ხელს უწყობს ნივთიერებების შეღწევას უჯრედის მემბრანაში. ის ააქტიურებს უჯრედების სასიცოცხლო პროცესებს, აგზნებას და იმპულსებს.

კალციუმი უჯრედებში გვხვდება იონების ან მარილის კრისტალების სახით. სისხლში შემავალი ხელს უწყობს მის კოაგულაციას. შედის ძვლებში, ჭურვებში, მარჯნის პოლიპების კირქოვან ჩონჩხებში.

მაგნიუმი მცენარეულ უჯრედებში იონების სახით გვხვდება. შედის ქლოროფილში.

რკინის იონები არის ჰემოგლობინის ნაწილი, რომელიც შეიცავს სისხლის წითელ უჯრედებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ ჟანგბადის ტრანსპორტირებას.

ნატრიუმის იონები მონაწილეობენ ნივთიერებების ტრანსპორტირებაში მემბრანის გასწვრივ.

უჯრედის შემადგენელ ნივთიერებებს შორის პირველ რიგში წყალია. მას შეიცავს ციტოპლაზმის ძირითად ნივთიერებაში, უჯრედის წვენში, კარიოპლაზმაში, ორგანელებში. შედის სინთეზის, ჰიდროლიზის და დაჟანგვის რეაქციებში. ეს არის უნივერსალური გამხსნელი და ჟანგბადის წყარო. წყალი უზრუნველყოფს ტურგორს, არეგულირებს ოსმოსურ წნევას. და ბოლოს, ეს არის უჯრედში მიმდინარე ფიზიოლოგიური და ბიოქიმიური პროცესების საშუალება. წყლის დახმარებით უზრუნველყოფილია ნივთიერებების ტრანსპორტირება ბიოლოგიური გარსით, თერმორეგულაციის პროცესი და ა.შ.

პროტოპლასტის სტრუქტურის ფორმირებაში მონაწილეობს წყალი სხვა კომპონენტებით - ორგანული და არაორგანული, მაღალი და დაბალი მოლეკულური წონის.

ორგანული ნივთიერებები (ცილები, ნახშირწყლები, ლიპიდები, ნუკლეინის მჟავები, ATP), მათი სტრუქტურა და როლი უჯრედის სიცოცხლეში.

უჯრედი არის ელემენტარული სტრუქტურა, რომელშიც მიმდინარეობს ბიოლოგიური მეტაბოლიზმის ყველა ძირითადი ეტაპი და შეიცავს ცოცხალი ნივთიერების ყველა ძირითად ქიმიურ კომპონენტს. პროტოპლასტის წონის 80% შედგება მაკრომოლეკულური ნივთიერებებისგან - ცილები, ნახშირწყლები, ლიპიდები, ნუკლეინის მჟავები.

პროტოპლაზმის ძირითად კომპონენტებს შორის წამყვანი მნიშვნელობა ცილას ეკუთვნის. ცილის მაკრომოლეკულას აქვს ყველაზე რთული შემადგენლობა და სტრუქტურა და ხასიათდება ქიმიური და ფიზიკურ-ქიმიური თვისებების უკიდურესად მდიდარი გამოვლინებით. იგი შეიცავს ცოცხალი ნივთიერების ერთ-ერთ მნიშვნელოვან თვისებას - ბიოლოგიურ სპეციფიკას.

ამინომჟავები არის ცილის მოლეკულის ძირითადი სამშენებლო ბლოკები. ამინომჟავების უმეტესობის მოლეკულები შეიცავს თითო კარბოქსილის და თითო ამინის ჯგუფს. ცილაში შემავალი ამინომჟავები ურთიერთდაკავშირებულია პეპტიდური ობლიგაციებით კარბოქსილის და - ამინის ჯგუფების გამო, ანუ ცილა არის პოლიმერი, რომლის მონომერია ამინომჟავები. ცოცხალი ორგანიზმების ცილები წარმოიქმნება ოცი "ოქროს" ამინომჟავისგან.

პეპტიდური ობლიგაციების ნაკრები, რომელიც აერთიანებს ამინომჟავების ნარჩენების ჯაჭვს, ქმნის პეპტიდურ ჯაჭვს - პოლიპეპტიდური მოლეკულების ხერხემალს.

ცილის მაკრომოლეკულაში სტრუქტურის რამდენიმე რიგი გამოირჩევა - პირველადი, მეორადი, მესამეული. ცილის პირველადი სტრუქტურა განისაზღვრება ამინომჟავების ნარჩენების თანმიმდევრობით. პოლიპეპტიდური ჯაჭვების მეორადი სტრუქტურა არის უწყვეტი ან უწყვეტი სპირალი. ამ ხვეულების სივრცითი ორიენტაცია ან რამდენიმე პოლიპეპტიდის კომბინაცია წარმოადგენს უმაღლესი რიგის სისტემას - მესამეულ სტრუქტურას, რომელიც დამახასიათებელია მრავალი ცილის მოლეკულებისთვის. დიდი ცილის მოლეკულებისთვის ასეთი სტრუქტურები მხოლოდ ქვედანაყოფებია, რომელთა ურთიერთსივრცითი განლაგება წარმოადგენს მეოთხეულ სტრუქტურას.

ფიზიოლოგიურად აქტიურ ცილებს აქვთ გლობულური სტრუქტურა, როგორიცაა ხვეული ან ცილინდრი.

ამინომჟავების თანმიმდევრობა და სტრუქტურა განსაზღვრავს ცილის თვისებებს, ხოლო თვისებები განსაზღვრავს ფუნქციას. არის ცილები, რომლებიც წყალში უხსნადია და არის ცილები, რომლებიც წყალში თავისუფლად იხსნება. არსებობს ცილები ხსნადი მხოლოდ ტუტე ან 60-80% ალკოჰოლის სუსტ ხსნარებში. ცილები ასევე განსხვავდებიან მოლეკულური წონით და, შესაბამისად, პოლიპეპტიდური ჯაჭვის ზომით. ცილის მოლეკულას გარკვეული ფაქტორების გავლენის ქვეშ შეუძლია დაარღვიოს ან განიტვირთოს. ამ მოვლენას დენატურაცია ეწოდება. დენატურაციის პროცესი შექცევადია, ანუ ცილას შეუძლია შეცვალოს თავისი თვისებები.

ცილების ფუნქციები უჯრედში მრავალფეროვანია. ეს, უპირველეს ყოვლისა, სამშენებლო ფუნქციებია – ცილა მემბრანების ნაწილია. ცილები მოქმედებენ როგორც კატალიზატორები. ისინი აჩქარებენ რეაქციებს. უჯრედულ კატალიზატორებს ფერმენტები ეწოდება. ცილები ასევე ასრულებენ სატრანსპორტო ფუნქციას. მთავარი მაგალითია ჰემოგლობინი, ჟანგბადის მატარებელი აგენტი. ცნობილია ცილების დამცავი ფუნქცია. გავიხსენოთ უჯრედებში ნივთიერებების წარმოქმნა, რომლებიც აკავშირებენ და ანეიტრალებენ ნივთიერებებს, რომლებმაც შეიძლება ზიანი მიაყენონ უჯრედს. მიუხედავად იმისა, რომ ცილები უმნიშვნელოა, ასრულებენ ენერგეტიკულ ფუნქციას. ამინომჟავებად დაშლით, ისინი გამოყოფენ ენერგიას.

უჯრედის მშრალი ნივთიერების დაახლოებით 1% ნახშირწყლებია. ნახშირწყლები იყოფა მარტივ შაქრებად, დაბალი მოლეკულური წონის ნახშირწყლებად და მაღალი მოლეკულური წონის შაქრებად. ყველა სახის ნახშირწყლები შეიცავს ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადის ატომებს.

მარტივი შაქარი, ანუ მონოზები, იყოფა პენტოზებად და ჰეპტოზებად მოლეკულაში ნახშირბადის ერთეულების რაოდენობის მიხედვით. ბუნებაში დაბალი მოლეკულური წონის ნახშირწყლებიდან ყველაზე გავრცელებულია საქაროზა, მალტოზა და ლაქტოზა. მაღალი მოლეკულური წონის ნახშირწყლები იყოფა მარტივ და რთულად. მარტივია პოლისაქარიდები, რომელთა მოლეკულები შედგება ნებისმიერი მონოზის ნარჩენებისგან. ეს არის სახამებელი, გლიკოგენი, ცელულოზა. კომპლექსები მოიცავს პექტინს, ლორწოს. რთული ნახშირწყლების შემადგენლობა, მონოზების გარდა, მოიცავს მათი დაჟანგვისა და შემცირების პროდუქტებს.

ნახშირწყლები ასრულებენ სამშენებლო ფუნქციას, ქმნიან უჯრედის კედლის საფუძველს. მაგრამ ნახშირწყლების მთავარი ფუნქცია ენერგიაა. როდესაც რთული ნახშირწყლები იშლება მარტივებად, ხოლო მარტივი ნახშირორჟანგად და წყალად, გამოიყოფა ენერგიის მნიშვნელოვანი რაოდენობა.

ყველა ცხოველური და მცენარეული უჯრედი შეიცავს ლიპიდებს. ლიპიდებში შედის სხვადასხვა ქიმიური ბუნების, მაგრამ საერთო ფიზიკური და ქიმიური თვისებების მქონე ნივთიერებები, კერძოდ: წყალში უხსნადობა და კარგი ხსნადობა ორგანულ გამხსნელებში - ეთერი, ბენზოლი, ბენზინი, ქლოროფორმი.

მათი ქიმიური შემადგენლობისა და სტრუქტურის მიხედვით, ლიპიდები იყოფა ფოსფოლიპიდებად, სულფოლიპიდებად, სტეროლებად, ცხიმში ხსნად პიგმენტებად, ცხიმებად და ცვილებად. ლიპიდური მოლეკულები მდიდარია ჰიდროფობიური რადიკალებითა და ჯგუფებით.

ლიპიდების სამშენებლო ფუნქცია დიდია. ბიოლოგიური მემბრანების უმეტესი ნაწილი შედგება ლიპიდებისგან. ცხიმების დაშლის დროს დიდი რაოდენობით ენერგია გამოიყოფა. ლიპიდები შეიცავს ზოგიერთ ვიტამინს (A, D). ლიპიდები ასრულებენ დამცავ ფუნქციას ცხოველებში. ისინი დეპონირდება კანქვეშ, ქმნის ფენას დაბალი თბოგამტარობით. აქლემის ქონი წყლის წყაროა. ერთი კილოგრამი ცხიმი იჟანგება და იძლევა ერთ კილოგრამ წყალს.

ნუკლეინის მჟავები, ცილების მსგავსად, წამყვან როლს ასრულებენ ცოცხალი ნივთიერების მეტაბოლიზმსა და მოლეკულურ ორგანიზაციაში. ისინი დაკავშირებულია ცილის სინთეზთან, უჯრედების ზრდასთან და დაყოფასთან, უჯრედული სტრუქტურების ფორმირებასთან და, შესაბამისად, ორგანიზმის ფორმირებასთან და მემკვიდრეობასთან.

ნუკლეინის მჟავები შეიცავს სამ ძირითად სამშენებლო ბლოკს: ფოსფორის მჟავას, პენტოზის ტიპის ნახშირწყლებს და აზოტოვან ფუძეებს; როდესაც შერწყმულია, ისინი ქმნიან ნუკლეოტიდებს. ნუკლეინის მჟავები არის პოლინუკლეოტიდები, ანუ დიდი რაოდენობით ნუკლეოტიდების პოლიმერიზაციის პროდუქტები. ნუკლეოტიდებში სტრუქტურული ელემენტები დაკავშირებულია შემდეგი თანმიმდევრობით: ფოსფორის მჟავა - პენტოზა - აზოტოვანი ფუძე. ამავდროულად, პენტოზა დაკავშირებულია ფოსფორის მჟავასთან ეთერული კავშირით, ხოლო ფუძესთან - გლუკოზიდური ბმა. ნუკლეინის მჟავაში ნუკლეოტიდებს შორის კავშირი ხორციელდება ფოსფორის მჟავის მეშვეობით, რომლის თავისუფალი რადიკალები იწვევენ ნუკლეინის მჟავების მჟავე თვისებებს.

ბუნებაში არსებობს ნუკლეინის მჟავების ორი ტიპი - რიბონუკლეინის და დეზოქსირიბონუკლეინის (რნმ და დნმ). ისინი განსხვავდებიან ნახშირბადის კომპონენტში და აზოტოვანი ბაზების კომპლექტში.

რნმ შეიცავს რიბოზას, როგორც ნახშირბადის კომპონენტს, დნმ შეიცავს დეზოქსირიბოზას.

ნუკლეინის მჟავების აზოტოვანი ფუძეები არის პურინისა და პირამიდინის წარმოებულები. პირველში შედის ადენინი და გუანინი, რომლებიც ნუკლეინის მჟავების აუცილებელი კომპონენტებია. პირამიდინის წარმოებულებია ციტოზინი, თიმინი, ურაცილი. მათგან ორივე ნუკლეინის მჟავისთვის საჭიროა მხოლოდ ციტოზინი. რაც შეეხება თიმინს და ურაცილს, პირველი დამახასიათებელია დნმ-სთვის, მეორე - რნმ-სთვის. აზოტოვანი ფუძის არსებობიდან გამომდინარე, ნუკლეოტიდებს უწოდებენ ადენინს, ციტოცილს, გუანინს, თიმინს, ურაცილს.

ნუკლეინის მჟავების სტრუქტურული სტრუქტურა ცნობილი გახდა უოტსონისა და კრიკის მიერ 1953 წელს გაკეთებული უდიდესი აღმოჩენის შემდეგ.

დნმ-ის მოლეკულა შედგება ორი სპირალური პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვისგან, რომლებიც გადაუგრიხეს საერთო ღერძის გარშემო. ეს ჯაჭვები ერთმანეთის პირისპირ აზოტოვანი ფუძეებით. ეს უკანასკნელი ორივე ჯაჭვს ერთად ატარებს მთელ მოლეკულაში. დნმ-ის მოლეკულაში შესაძლებელია მხოლოდ ორი კომბინაცია: ადენინი თიმინთან და გუანინი ციტოზინთან. სპირალის გასწვრივ მაკრომოლეკულაში წარმოიქმნება ორი „ღარი“ - ერთი პატარა მდებარეობს ორ პოლინუკლეოტიდურ ჯაჭვს შორის, მეორე - დიდი წარმოადგენს ღიობას მოხვევებს შორის. დნმ-ის მოლეკულის ღერძის გასწვრივ ფუძის წყვილებს შორის მანძილი არის 3,4 ა. სპირალის ერთ შემობრუნებაში ჯდება 10 წყვილი ნუკლეოტიდი, შესაბამისად, ერთი შემობრუნების სიგრძეა 3,4 ა. სპირალის განივი კვეთის დიამეტრი არის 20 A. ევკარიოტებში დნმ შეიცავს უჯრედის ბირთვს, სადაც არის ქრომოსომების ნაწილი და ციტოპლაზმაში, სადაც ის გვხვდება მიტოქონდრიებსა და ქლოროპლასტებში.

დნმ-ის განსაკუთრებული თვისებაა მისი დუბლირების უნარი - თვითრეპროდუქციის ეს პროცესი განსაზღვრავს მემკვიდრეობითი თვისებების გადაცემას დედა უჯრედიდან ქალიშვილზე.

დნმ-ის სინთეზს წინ უძღვის მისი სტრუქტურის ორჯაჭვიანიდან ერთჯაჭვიანზე გადასვლა. ამის შემდეგ, თითოეულ პოლინუკლეოტიდურ ჯაჭვზე, რადგან მატრიცაზე წარმოიქმნება ახალი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვი, ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა, რომელშიც შეესაბამება თავდაპირველს, ასეთი თანმიმდევრობა განისაზღვრება ბაზის კომპლემენტარობის პრინციპით. თითოეული A-ს წინააღმდეგ დგას T, C-ის წინააღმდეგ - G.

რიბონუკლეინის მჟავა (რნმ) არის პოლიმერი, რომლის მონომერებია რიბონუკლეოტიდები: ადენინი, ციტოზინი, გუანინი, ურაცილი.

ამჟამად არსებობს რნმ-ის სამი ტიპი - სტრუქტურული, ხსნადი ან სატრანსპორტო, ინფორმაციული. სტრუქტურული რნმ ძირითადად რიბოზომებში გვხვდება. ამიტომ მას რიბოსომული რნმ ეწოდება. იგი შეადგენს მთელი უჯრედის რნმ-ის 80%-ს. გადაცემის რნმ შედგება 80-80 ნუკლეოტიდისგან. იგი გვხვდება ციტოპლაზმის ძირითად ნივთიერებაში. იგი შეადგენს მთელი რნმ-ის დაახლოებით 10-15%-ს. ის ასრულებს ამინომჟავების გადამტანის როლს რიბოზომებში, სადაც ხდება ცილის სინთეზი. მესინჯერი რნმ არ არის ძალიან ერთგვაროვანი; მას შეიძლება ჰქონდეს მოლეკულური წონა 300,000-დან 2 მილიონამდე ან მეტი და ძალიან მეტაბოლურად აქტიურია. მესინჯერი რნმ განუწყვეტლივ წარმოიქმნება დნმ-ის ბირთვში, რომელიც ასრულებს შაბლონის როლს და იგზავნება რიბოზომებში, სადაც ის მონაწილეობს ცილის სინთეზში. ამასთან დაკავშირებით, მესინჯერ რნმ-ს მესინჯერ რნმ ეწოდება. ეს არის რნმ-ის მთლიანი რაოდენობის 10-5%.

უჯრედის ორგანულ ნივთიერებებს შორის განსაკუთრებული ადგილი უკავია ადენინტრიფოსფორის მჟავას. იგი შეიცავს სამ ცნობილ კომპონენტს: აზოტის ფუძე ადენინს, ნახშირწყლებს (რიბოზა) და ფოსფორის მჟავას. ატფ-ის სტრუქტურის თავისებურებაა ორი დამატებითი ფოსფატური ჯგუფის არსებობა, რომლებიც დაკავშირებულია უკვე არსებულ ფოსფორმჟავას ნარჩენებთან, რაც იწვევს ენერგიით მდიდარი ობლიგაციების წარმოქმნას. ასეთ კავშირებს მაკროენერგეტიკულს უწოდებენ. ნივთიერების გრამ-მოლეკულაში ერთი მაკროენერგეტიკული ბმა შეიცავს 16000-მდე კალორიას. ATP და ADP წარმოიქმნება სუნთქვის დროს ნახშირწყლების, ცხიმების და ა.შ. ჟანგვითი დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის გამო. საპირისპირო პროცესს, ანუ ATP-დან ADP-ზე გადასვლას თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა, რომელიც უშუალოდ გამოიყენება გარკვეულ ცხოვრებაში. პროცესები - ნივთიერებების სინთეზში, ციტოპლაზმის ძირითადი ნივთიერების მოძრაობაში, აგზნების წარმართვაში და ა.შ. ATP არის უჯრედის ენერგიის ერთჯერადი და უნივერსალური წყარო. როგორც ბოლო წლებში გახდა ცნობილი, ATP და ADP, AMP არის ნუკლეინის მჟავების წარმოქმნის საწყისი მასალა.

მარეგულირებელი და სასიგნალო ნივთიერებები.

პროტეინებს აქვთ მრავალი შესანიშნავი თვისება.

ფერმენტები. ორგანიზმში ასიმილაციისა და დისიმილაციის რეაქციების უმეტესობა ხდება ფერმენტების - ცილების მონაწილეობით, რომლებიც წარმოადგენენ ბიოლოგიურ კატალიზატორებს. ამჟამად ცნობილია დაახლოებით 700 ფერმენტის არსებობა. ყველა მათგანი მარტივი ან რთული ცილაა. ეს უკანასკნელი შედგება ცილისა და კოენზიმისგან. კოენზიმები არის სხვადასხვა ფიზიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებები ან მათი წარმოებულები - ნუკლეოტიდები, ფლავინი და ა.შ.

ფერმენტებს ახასიათებთ უკიდურესად მაღალი აქტივობა, რაც დიდწილად დამოკიდებულია გარემოს pH-ზე. ფერმენტებისთვის, მათი სპეციფიკა ყველაზე დამახასიათებელია. თითოეულ ფერმენტს შეუძლია მხოლოდ მკაცრად განსაზღვრული ტიპის რეაქციის რეგულირება.

ამრიგად, ფერმენტები მოქმედებენ როგორც უჯრედში და ორგანიზმში არსებული თითქმის ყველა ბიოქიმიური პროცესის ამაჩქარებლები და რეგულატორები.

ჰორმონები ენდოკრინული ჯირკვლების საიდუმლოებაა. ჰორმონები უზრუნველყოფენ უჯრედში გარკვეული ფერმენტების სინთეზს, ააქტიურებენ ან აფერხებენ მათ მუშაობას. ამრიგად, ისინი აჩქარებენ სხეულის ზრდას და უჯრედების დაყოფას, აძლიერებენ კუნთების ფუნქციას, არეგულირებენ წყლისა და მარილების შეწოვას და გამოყოფას. ჰორმონალური სისტემა ნერვულ სისტემასთან ერთად უზრუნველყოფს მთლიანად ორგანიზმის აქტივობას, ჰორმონების განსაკუთრებული მოქმედებით.

ვიტამინები. მათი ბიოლოგიური როლი.

ვიტამინები არის ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც წარმოიქმნება ცხოველის ორგანიზმში ან მიეწოდება საკვებს ძალიან მცირე რაოდენობით, მაგრამ აბსოლუტურად აუცილებელია ნორმალური მეტაბოლიზმისთვის. ვიტამინების ნაკლებობა იწვევს ჰიპო- და ავიტამინოზის დაავადებას.

ამჟამად ცნობილია 20-ზე მეტი ვიტამინი. ეს არის B ჯგუფის ვიტამინები, ვიტამინები E, A, K, C, PP და ა.შ.

ვიტამინების ბიოლოგიური როლი მდგომარეობს იმაში, რომ მათი არარსებობის ან დეფიციტის დროს ირღვევა გარკვეული ფერმენტების მუშაობა, ირღვევა ბიოქიმიური რეაქციები და უჯრედების ნორმალური აქტივობა.

ცილების ბიოსინთეზი. გენეტიკური კოდი.

ცილების, უფრო სწორად, პოლიპეპტიდური ჯაჭვების ბიოსინთეზი ხორციელდება რიბოზომებზე, მაგრამ ეს რთული პროცესის მხოლოდ ბოლო ეტაპია.

ინფორმაცია პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სტრუქტურის შესახებ შეიცავს დნმ-ში. დნმ-ის სეგმენტი, რომელიც ატარებს ინფორმაციას პოლიპეპტიდური ჯაჭვის შესახებ, არის გენი. როდესაც ეს ცნობილი გახდა, გაირკვა, რომ დნმ-ის ნუკლეოტიდურმა თანმიმდევრობამ უნდა განსაზღვროს პოლიპეპტიდური ჯაჭვის ამინომჟავების თანმიმდევრობა. ბაზებსა და ამინომჟავებს შორის ეს ურთიერთობა ცნობილია როგორც გენეტიკური კოდი. მოგეხსენებათ, დნმ-ის მოლეკულა აგებულია ოთხი ტიპის ნუკლეოტიდებისგან, რომლებიც მოიცავს ოთხ ბაზიდან ერთ-ერთს: ადენინი (A), გუანინი (G), თიმინი (T), ციტოზინი (C). ნუკლეოტიდები დაკავშირებულია პოლინუკლეოტიდურ ჯაჭვში. ამ ოთხასოიანი ანბანით იწერება ინსტრუქციები ცილის მოლეკულების პოტენციურად უსასრულო რაოდენობის სინთეზისთვის. თუ ერთი ბაზა განსაზღვრავს ერთი ამინომჟავის პოზიციას, მაშინ ჯაჭვი შეიცავდა მხოლოდ ოთხ ამინომჟავას. თუ თითოეული ამინომჟავა დაშიფრული იქნებოდა ორი ფუძით, მაშინ 16 ამინომჟავა შეიძლება დაშიფრულიყო ასეთი კოდის გამოყენებით. მხოლოდ საბაზისო ტრიპლეტებისგან შემდგარ კოდს (სამმაგი კოდი) შეუძლია უზრუნველყოს, რომ ყველა 20 ამინომჟავა შედის პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში. ეს კოდი მოიცავს 64 სხვადასხვა სამეულს. ამჟამად გენეტიკური კოდი ცნობილია 20-ვე ამინომჟავისთვის.

გენეტიკური კოდის ძირითადი მახასიათებლები შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად.

კოდი, რომელიც განსაზღვრავს ამინომჟავის პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში ჩართვას, არის დნმ-ის პოლიპეპტიდური ჯაჭვის ფუძეების სამეული.

კოდი უნივერსალურია: ერთი და იგივე ტრიპლეტები სხვადასხვა მიკროორგანიზმებში ერთსა და იმავე ამინომჟავებს კოდირებს.

კოდი დეგენერატიულია: მოცემული ამინომჟავა შეიძლება იყოს კოდირებული ერთზე მეტი სამეულით. მაგალითად, ამინომჟავა ლეიცინი დაშიფრულია ტრიპლეტებით GAA, GAG, GAT, GAC.

გადაფარვის კოდი: მაგალითად, ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა AAACAATTA იკითხება მხოლოდ როგორც AAA/CAA/TTA. უნდა აღინიშნოს, რომ არსებობს ტრიპლეტები, რომლებიც ამინომჟავას არ კოდირებენ. ამ სამეულიდან ზოგიერთის ფუნქცია დადგენილია. ეს არის საწყისი კოდონები, გადატვირთვის კოდონები და ა.შ. სხვათა ფუნქციები მოითხოვს დეკოდირებას.

ბაზის თანმიმდევრობა ერთ გენში, რომელიც ატარებს ინფორმაციას პოლიპეპტიდური ჯაჭვის შესახებ, „გადაიწერება საინფორმაციო ან მესინჯერი რნმ-ის მის დამატებით საბაზო თანმიმდევრობაში. ამ პროცესს ტრანსკრიფცია ჰქვია.I-რნმ-ის მოლეკულა წარმოიქმნება თავისუფალი რიბონუკლეოტიდების ერთმანეთთან დაკავშირების შედეგად რნმ პოლიმერაზას მოქმედებით დნმ-ისა და რნმ-ის ბაზის დაწყვილების წესების შესაბამისად (A-U, G-C, T-A, C-G). სინთეზირებული I-RNA მოლეკულები, რომლებიც ატარებენ გენეტიკურ ინფორმაციას, ტოვებენ ბირთვს და მიდიან რიბოზომებში. აქ ხდება პროცესი, რომელსაც ეწოდება ტრანსლაცია - I-RNA მოლეკულაში ფუძეების სამეულების თანმიმდევრობა ითარგმნება პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში ამინომჟავების სპეციფიკურ თანმიმდევრობაში.

დნმ-ის მოლეკულის ბოლოზე მიმაგრებულია რამდენიმე რიბოსომა, რომელიც ქმნის პოლისომას. მთელი ეს სტრუქტურა არის დაკავშირებული რიბოზომების სერია. ამავდროულად, ერთ I-RNA მოლეკულაზე შეიძლება განხორციელდეს რამდენიმე პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სინთეზი. თითოეული რიბოსომა შედგება ორი ქვედანაყოფისგან, პატარა და დიდი. I-RNA მიმაგრებულია მცირე ქვედანაყოფის ზედაპირზე მაგნიუმის იონების არსებობისას. ამ შემთხვევაში, მისი პირველი ორი ნათარგმნი კოდონი აღმოჩნდება რიბოსომის დიდი ქვედანაყოფის წინაშე. პირველი კოდონი აკავშირებს t_RNA მოლეკულას, რომელიც შეიცავს დამატებით ანტიკოდონს და ატარებს სინთეზირებული პოლიპეპტიდის პირველ ამინომჟავას. შემდეგ მეორე ანტიკოდონი ანიჭებს ამინომჟავა-tRNA კომპლექსს, რომელიც შეიცავს ამ კოდონის კომპლემენტარულ ანტიკოდონს.

რიბოსომის ფუნქციაა ი-რნმ, ტ-რნმ და ცილის ფაქტორები, რომლებიც მონაწილეობენ ტრანსლაციის პროცესში, სწორ მდგომარეობაში აკავებს, სანამ პეპტიდური ბმა არ ჩამოყალიბდება მიმდებარე ამინომჟავებს შორის.

როგორც კი ახალი ამინომჟავა შეუერთდება მზარდ პოლიპეპტიდურ ჯაჭვს, რიბოსომა მოძრაობს mRNA ჯაჭვის გასწვრივ, რათა მომდევნო კოდონი თავის ადგილზე დააყენოს. t-RNA მოლეკულა, რომელიც ადრე ასოცირდებოდა პოლიპეპტიდურ ჯაჭვთან, ახლა ამინომჟავისგან თავისუფლდება, ტოვებს რიბოსომას და უბრუნდება ციტოპლაზმის ძირითად ნივთიერებას ახალი ამინომჟავა-t-RNA კომპლექსის შესაქმნელად. mRNA-ში შემავალი „ტექსტის“ რიბოსომის მიერ ეს თანმიმდევრული „კითხვა“ გრძელდება მანამ, სანამ პროცესი ერთ-ერთ გაჩერებულ კოდონს მიაღწევს. ასეთი კოდონებია სამეული UAA, UAG ან UGA. ამ ეტაპზე პოლიპეპტიდური ჯაჭვი, რომლის პირველადი სტრუქტურა დაშიფრული იყო დნმ-ის რეგიონში - გენი, ტოვებს რიბოსომას და სრულდება ტრანსლაცია.

მას შემდეგ, რაც პოლიპეპტიდური ჯაჭვები რიბოსომიდან გამოეყოფა, მათ შეუძლიათ შეიძინონ საკუთარი მეორადი, მესამეული ან მეოთხეული სტრუქტურა.

დასასრულს, უნდა აღინიშნოს, რომ უჯრედში ცილის სინთეზის მთელი პროცესი ხდება ფერმენტების მონაწილეობით. ისინი უზრუნველყოფენ i-RNA-ს სინთეზს, t-RNA ამინომჟავების „დაჭერას“, ამინომჟავების პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში შეერთებას, მეორადი, მესამეული, მეოთხეული სტრუქტურის ფორმირებას. სწორედ ფერმენტების მონაწილეობის გამო ცილის სინთეზს ბიოსინთეზს უწოდებენ. ცილის სინთეზის ყველა ეტაპის უზრუნველსაყოფად გამოიყენება ატფ-ის დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია.

ტრანსკრიფციის და ტრანსლაციის (ცილის სინთეზის) რეგულირება ბაქტერიებსა და მაღალ ორგანიზმებში.

თითოეული უჯრედი შეიცავს დნმ-ის მოლეკულების სრულ კომპლექტს. ინფორმაცია ყველა პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სტრუქტურის შესახებ, რომელთა სინთეზირება შესაძლებელია მხოლოდ მოცემულ ორგანიზმში. თუმცა ამ ინფორმაციის მხოლოდ ნაწილი რეალიზდება გარკვეულ უჯრედში, როგორ ხდება ამ პროცესის რეგულირება?

ამჟამად, ცილის სინთეზის მხოლოდ ინდივიდუალური მექანიზმებია ახსნილი. ფერმენტული ცილების უმეტესობა წარმოიქმნება მხოლოდ სუბსტრატის ნივთიერებების თანდასწრებით, რომლებზეც ისინი მოქმედებენ. ფერმენტის ცილის სტრუქტურა დაშიფრულია შესაბამის გენში (სტრუქტურული გენი). სტრუქტურული გენის გვერდით არის კიდევ ერთი ოპერატორის გენი. გარდა ამისა, უჯრედში არის სპეციალური ნივთიერება - რეპრესორი, რომელსაც შეუძლია ურთიერთქმედება როგორც ოპერატორის გენთან, ასევე სუბსტრატის ნივთიერებასთან. რეპრესორის სინთეზს არეგულირებს მარეგულირებელი გენი.

ოპერატორის გენთან შეერთებით, რეპრესორი ხელს უშლის მიმდებარე სტრუქტურული გენის ნორმალურ ფუნქციონირებას. თუმცა, სუბსტრატთან შეკავშირების შემდეგ, რეპრესორი კარგავს უნარს, დაუკავშირდეს ოპერატორის გენს და თავიდან აიცილოს mRNA სინთეზი. თავად რეპრესორების ფორმირებას აკონტროლებს სპეციალური მარეგულირებელი გენები, რომელთა ფუნქციონირებას აკონტროლებენ მეორე რიგის რეპრესორები. ამიტომაც არა ყველა, არამედ მხოლოდ კონკრეტული უჯრედი რეაგირებს მოცემულ სუბსტრატზე შესაბამისი ფერმენტის სინთეზით.

თუმცა, რეპრესორული მექანიზმების იერარქია აქ არ ჩერდება, არსებობს უმაღლესი რიგის რეპრესორები, რაც მიუთითებს უჯრედში გენის გასაოცარ სირთულეზე, რომელიც ასოცირდება გაშვებასთან.

i-RNA-ში შემავალი „ტექსტის“ კითხვა ჩერდება, როდესაც ეს პროცესი სტოპ კოდონს მიაღწევს.

ავტოტროფული (ავტოტროფული) და ჰეტეროტროფული ორგანიზმები.

ავტოტროფული ორგანიზმები სინთეზირებენ ორგანულ ნივთიერებებს არაორგანული ნივთიერებებისგან მზის ენერგიის ან ქიმიური რეაქციების დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის გამოყენებით. პირველებს ჰელიოტროფებს უწოდებენ, მეორეს - ქიმიოტროფებს. ავტოტროფულ ორგანიზმებში შედის მცენარეები და ზოგიერთი ბაქტერია.

ბუნებაში ასევე გვხვდება კვების შერეული ტიპი, რომელიც დამახასიათებელია ზოგიერთი ბაქტერიისთვის, წყალმცენარეებისთვის და პროტოზოებისთვის. ასეთ ორგანიზმებს შეუძლიათ თავიანთი სხეულის ორგანული ნივთიერებების სინთეზირება მზა ორგანული და არაორგანული ნივთიერებებისგან.

უჯრედში არსებული ნივთიერებების მოცულობა.

ნივთიერებების მოცულობა არის თანმიმდევრული მოხმარების, ტრანსფორმაციის, გამოყენების, დაგროვების, ნივთიერებებისა და ენერგიის დაკარგვის პროცესი, რომელიც უჯრედს საშუალებას აძლევს შეინარჩუნოს, გაიზარდოს, განვითარდეს და გამრავლდეს. მეტაბოლიზმი შედგება ასიმილაციისა და დისიმილაციის უწყვეტი პროცესებისგან.

პლასტიკური გაცვლა უჯრედში.

პლასტიკური მეტაბოლიზმი უჯრედში არის ასიმილაციური რეაქციების ერთობლიობა, ანუ გარკვეული ნივთიერებების ტრანსფორმაცია უჯრედში შესვლის მომენტიდან საბოლოო პროდუქტების წარმოქმნამდე - ცილები, გლუკოზა, ცხიმები და ა.შ. ცოცხალი ორგანიზმების თითოეულ ჯგუფს ახასიათებს. პლასტიკური მეტაბოლიზმის სპეციალური, გენეტიკურად ფიქსირებული ტიპი.

პლასტიკური მეტაბოლიზმი ცხოველებში. ცხოველები ჰეტეროტროფული ორგანიზმები არიან, ანუ იკვებებიან მზა ორგანული ნივთიერებების შემცველი საკვებით. ნაწლავის ტრაქტში ან ნაწლავის ღრუში ისინი იშლება: ცილები ამინომჟავებამდე, ნახშირწყლები მონოზებად, ცხიმები ცხიმოვან მჟავებად და გლიცეროლამდე. დაშლის პროდუქტები აღწევს სისხლში და უშუალოდ სხეულის უჯრედებში. პირველ შემთხვევაში, დაშლის პროდუქტები კვლავ ხვდება სხეულის უჯრედებში. უჯრედებში სინთეზირდება ნივთიერებები, რომლებიც უკვე დამახასიათებელია მოცემული უჯრედისთვის, ანუ იქმნება ნივთიერებების სპეციფიკური ნაკრები. პლასტიკური გაცვლის რეაქციებიდან ყველაზე მარტივია რეაქციები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ცილების სინთეზს. ცილის სინთეზი ხდება რიბოზომებზე, დნმ-ში შემავალი ცილის სტრუქტურის შესახებ ინფორმაციის მიხედვით, უჯრედში შემავალი ამინომჟავებიდან. დი-, პოლისაქარიდების სინთეზი მონოზებიდან მოდის გოლჯის აპარატში. ცხიმები სინთეზირდება გლიცერინისა და ცხიმოვანი მჟავებისგან. ყველა სინთეზური რეაქცია მიმდინარეობს ფერმენტების მონაწილეობით და მოითხოვს ენერგიის ხარჯვას; ATP უზრუნველყოფს ენერგიას ასიმილაციის რეაქციებისთვის.

პლასტიკურ მეტაბოლიზმს მცენარეთა უჯრედებში ბევრი რამ აქვს საერთო პლასტიკურ მეტაბოლიზმთან ცხოველთა უჯრედებში, მაგრამ აქვს გარკვეული სპეციფიკა, რომელიც დაკავშირებულია მცენარის კვების მეთოდთან. მცენარეები ავტოტროფული ორგანიზმებია. ქლოროპლასტების შემცველ მცენარეთა უჯრედებს შეუძლიათ ორგანული ნივთიერებების სინთეზირება მარტივი არაორგანული ნაერთებისგან სინათლის ენერგიის გამოყენებით. ეს პროცესი, რომელიც ცნობილია როგორც ფოტოსინთეზი, საშუალებას აძლევს მცენარეებს წარმოქმნან ერთი მოლეკულა გლუკოზა და ექვსი მოლეკულა ჟანგბადი ქლოროფილის გამოყენებით ნახშირორჟანგის ექვსი მოლეკულისგან და ექვსი მოლეკულისგან წყლისგან. მომავალში გლუკოზის გარდაქმნა ჩვენთვის ცნობილ გზას მიჰყვება.

ნივთიერებათა ცვლის პროცესში მცენარეებში წარმოქმნილი მეტაბოლიტები წარმოქმნიან ცილების შემადგენელ ელემენტებს - ამინომჟავებს და ცხიმებს - გლიცეროლს და ცხიმოვან მჟავებს. ცილის სინთეზი მცენარეებში მიდის როგორც ცხოველები რიბოსომებზე, ხოლო ცხიმის სინთეზი ციტოპლაზმაზე. პლასტიკური მეტაბოლიზმის ყველა რეაქცია მცენარეებში ხდება ფერმენტების და ატფ-ის მონაწილეობით. პლასტიკური მეტაბოლიზმის შედეგად წარმოიქმნება ნივთიერებები, რომლებიც უზრუნველყოფენ უჯრედის ზრდა-განვითარებას.

ენერგეტიკული მეტაბოლიზმი უჯრედში და მისი არსი.

დისიმილაციის რეაქციების ერთობლიობას, რომელსაც თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა, ეწოდება ენერგეტიკული მეტაბოლიზმი. ყველაზე ენერგეტიკული ნივთიერებებია ცილები, ცხიმები და ნახშირწყლები.

ენერგეტიკული მეტაბოლიზმი იწყება წარმოების ეტაპიდან, როდესაც ცილები იშლება ამინომჟავებად, ცხიმები გლიცეროლად და ცხიმოვან მჟავებად, პოლისაქარიდები მონოსაქარიდებად. ამ ეტაპზე გამომუშავებული ენერგია უმნიშვნელოა და სითბოს სახით იფანტება. მიღებული ნივთიერებებიდან ენერგიის მთავარი მიმწოდებელია გლუკოზა. უჯრედში გლუკოზის დაშლა, ატფ-ის სინთეზის შედეგად, ხდება ორ ეტაპად. ყველაფერი იწყება ჟანგბადის გარეშე გაყოფით - გლიკოლიზით. მეორე სტადიას ეწოდება ჟანგბადის გაყოფა.

გლიკოლიზი ეწოდება რეაქციების თანმიმდევრობას, რომლის დროსაც გლუკოზის ერთი მოლეკულა იშლება პირუვინის მჟავას ორ მოლეკულად. ეს რეაქციები მიმდინარეობს ციტოპლაზმის ნიადაგურ ნივთიერებაში და არ საჭიროებს ჟანგბადის არსებობას. პროცესი ორ ეტაპად მიმდინარეობს. პირველ ეტაპზე გლუკოზა გარდაიქმნება ფრუქტოზა -1,6,-ბისფოსფატად, ხოლო მეორე ეტაპზე ეს უკანასკნელი იყოფა ორ სამნახშირბადიან შაქარად, რომლებიც მოგვიანებით გარდაიქმნება პირუვინის მჟავად. ამავდროულად, ორი ATP მოლეკულა მოიხმარება პირველ ეტაპზე ფოსფორილირების რეაქციებში. ამრიგად, ატფ-ის წმინდა გამოსავალი გლიკოლიზის დროს არის ორი ატფ მოლეკულა. გარდა ამისა, გლიკოლიზის დროს გამოიყოფა წყალბადის ოთხი ატომი.. გლიკოლიზის მთლიანი რეაქცია შეიძლება ჩაიწეროს შემდეგნაირად:

CHO 2CHO + 4H + 2 ATP

მოგვიანებით, ჟანგბადის თანდასწრებით, პირუვიკ მჟავა გადადის მიტოქონდრიაში CO-მდე და წყალში სრული დაჟანგვისთვის (აერობული სუნთქვა). თუ ჟანგბადი არ არის, მაშინ ის იქცევა ან ეთანოლში ან რძემჟავაში (ანაერობული სუნთქვა).

ჟანგბადის დაშლა (აერობული სუნთქვა) ხდება მიტოქონდრიაში, სადაც, ფერმენტების მოქმედებით, პირუვინის მჟავა რეაგირებს წყალთან და მთლიანად იშლება ნახშირორჟანგისა და წყალბადის ატომების წარმოქმნით. ნახშირორჟანგი ამოღებულია უჯრედიდან. წყალბადის ატომები შედიან მიტოქონდრიულ მემბრანაში, სადაც ფერმენტული პროცესის შედეგად იჟანგება. ელექტრონები და წყალბადის კათიონები მემბრანის საპირისპირო მხარეებზე გადაადგილდებიან გადამზიდავი მოლეკულების დახმარებით: ელექტრონები შიგნით, პროტონები გარედან. ელექტრონები ერწყმის ჟანგბადს. ამ გადაწყობის შედეგად მემბრანა გარედან დადებითად იტენება, ხოლო შიგნიდან უარყოფითად. როდესაც მემბრანაში პოტენციური სხვაობის კრიტიკულ დონეს მიიღწევა, დადებითად დამუხტული ნაწილაკები მემბრანაში ჩაშენებული ფერმენტის მოლეკულის არხში მემბრანის შიდა მხარესკენ მიიწევს, სადაც ისინი ჟანგბადთან ერთად ქმნიან წყალს.

ჟანგბადის სუნთქვის პროცესი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგ დონეზე:

2CHO + 6O + 36ADP + 36HPO 36ATP + 6CO + 42NO.

და გლიკოლიზისა და ჟანგბადის პროცესის მთლიანი განტოლება ასე გამოიყურება:

CHO + 6O + 38ADP + 38HPO 38ATP + 6CO + 44HO

ამრიგად, უჯრედში გლუკოზის ერთი მოლეკულის დაშლა ნახშირორჟანგამდე და წყალში უზრუნველყოფს 38 ATP მოლეკულის სინთეზს.

ეს ნიშნავს, რომ ენერგეტიკული ცვლის პროცესში წარმოიქმნება ATP - უჯრედში ენერგიის უნივერსალური წყარო.

ქიმიოსინთეზი.

თითოეულ ორგანიზმს სჭირდება ენერგიის მუდმივი მარაგი სიცოცხლის შესანარჩუნებლად და მეტაბოლიზმის შემადგენელი პროცესების განსახორციელებლად.

ზოგიერთი მიკროორგანიზმების მიერ ორგანული ნივთიერებების ნახშირორჟანგიდან წარმოქმნის პროცესს არაორგანული ნაერთების (ამიაკი, წყალბადი, გოგირდის ნაერთები, შავი რკინა) დაჟანგვის შედეგად მიღებული ენერგიის გამო ქიმიოსინთეზი ეწოდება.

მინერალური ნაერთებიდან გამომდინარე, რომელთა დაჟანგვის შედეგად მიკროორგანიზმები, და ეს ძირითადად ბაქტერიები არიან, შეუძლიათ ენერგიის მიღება, ქიმიოავტოტროფები იყოფა ნიტრიფიკატორად, წყალბადად, გოგირდის ბაქტერიებად და რკინის ბაქტერიებად.

ნიტროფიტული ბაქტერიები ამიაკის ჟანგვას აზოტმჟავად აქცევს. ეს პროცესი ორ ეტაპად მიმდინარეობს. პირველ რიგში, ამიაკი იჟანგება აზოტის მჟავად:

2NH + 3O = 2HNO + 2HO + 660 კჯ.

შემდეგ აზოტის მჟავა გარდაიქმნება აზოტმჟავად:

2HNO + O = 2HNO + 158 კჯ.

საერთო ჯამში გამოიყოფა 818 კჯ, რომლებიც გამოიყენება ნახშირორჟანგის გამოსაყენებლად.

რკინის ბაქტერიებში, შავი რკინის დაჟანგვა ხდება განტოლების მიხედვით

ვინაიდან რეაქციას თან ახლავს დაბალი ენერგეტიკული გამოსავალი (46,2*10 ჯ/გ დაჟანგული რკინა), ზრდის შესანარჩუნებლად ბაქტერიებს უწევთ დიდი რაოდენობით რკინის დაჟანგვა.

წყალბადის სულფიდის ერთი მოლეკულის დაჟანგვის დროს გამოიყოფა 17,2 * 10 ჯ, გოგირდის ერთი მოლეკულა - 49,8 * 10 ჯ. და ერთი მოლეკულა - 88,6 * 10 ჯ.

ქიმიოსინთეზის პროცესი 1887 წელს აღმოაჩინა ს.ნ. ვინოგრადსკი. ამ აღმოჩენამ არა მხოლოდ ნათელი მოჰფინა ბაქტერიებში მეტაბოლიზმის თავისებურებებს, არამედ შესაძლებელი გახადა ბაქტერიების - ქიმიოავტოტროფების მნიშვნელობის დადგენა. ეს განსაკუთრებით ეხება აზოტის დამფიქსირებელ ბაქტერიებს, რომლებიც მცენარეებისთვის მიუწვდომელ აზოტს ამიაკად გარდაქმნიან, რითაც ზრდის ნიადაგის ნაყოფიერებას. ასევე ნათელი გახდა ბაქტერიების მონაწილეობის პროცესი ბუნებაში არსებული ნივთიერებების ციკლში.

ორგანიზმების რეპროდუქცია.

ორგანიზმების გამრავლების ფორმები.

გამრავლების უნარი, ე.ი. წარმოქმნის იმავე სახეობის ახალ თაობას, რომელიც ცოცხალი ორგანიზმების ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელია.

არსებობს გამრავლების ორი ძირითადი ტიპი - ასექსუალური და სექსუალური.

ასექსუალური გამრავლება.

ასექსუალური გამრავლებისას შთამომავლობა ერთი ორგანიზმიდან მოდის. ერთი და იმავე მშობლის იდენტურ შთამომავლობას კლონი ეწოდება. ერთი და იგივე კლონის წევრები გენეტიკურად განსხვავდებიან მხოლოდ შემთხვევითი მუტაციების შემთხვევაში. ასექსუალური გამრავლება არ ხდება მხოლოდ მაღალ ცხოველებში. თუმცა ცნობილია, რომ კლონირება წარმატებით განხორციელდა ზოგიერთი სახეობის და უმაღლესი ცხოველის - ბაყაყების, ცხვრის, ძროხების მიმართ.

სამეცნიერო ლიტერატურაში გამოიყოფა ასექსუალური გამრავლების რამდენიმე ფორმა.

განყოფილება. ერთუჯრედიანი ორგანიზმები მრავლდებიან გაყოფით: თითოეული ინდივიდი იყოფა ორ ან მეტ ქალიშვილ უჯრედად, იდენტურია მშობელი უჯრედისა. ასეა ბაქტერიები, ამება, ეგლენა, ქლამიდომონა და ა.შ.

დავის ფორმირება. სპორა არის ერთუჯრედიანი რეპროდუქციული სტრუქტურა. სპორების წარმოქმნა დამახასიათებელია ყველა მცენარისა და სოკოსთვის.

ბუჩქნარი. ბუდინგი არის ასექსუალური გამრავლების ფორმა, რომლის დროსაც ახალი ინდივიდი ყალიბდება, როგორც გამონაზარდი მშობელი ინდივიდის სხეულზე, შემდეგ კი გამოეყოფა არას და იქცევა დამოუკიდებელ ორგანიზმად. ბუტბუტება ხდება კოელენტერატებში და საფუარებში.

რეპროდუქცია ფრაგმენტებით. ფრაგმენტაცია არის ინდივიდის დაყოფა რამდენიმე ნაწილად, რომელიც იზრდება და აყალიბებს ახალ ინდივიდს. ასე მრავლდება სპიროგირა, ლიქენი და ჭიების ზოგიერთი სახეობა.

ვეგეტატიური გამრავლება. ეს არის ასექსუალური გამრავლების ფორმა, რომლის დროსაც შედარებით დიდი, ჩვეულებრივ დიფერენცირებული ნაწილი გამოყოფილია მცენარისგან და დამოუკიდებელ მცენარედ გადაიზარდა. ეს არის გამრავლება ბოლქვებით, ტუბერებით, რიზომებით და ა.შ. ვეგეტატიური გამრავლება დეტალურად არის აღწერილი ბოტანიკის განყოფილებაში. (ბოტანიკა. გზამკვლევი აბიტურიენტებისთვის უნივერსიტეტებში. შედგენილი მ. ა. გალკინი).

Სექსუალური რეპროდუქცია.

სქესობრივი გამრავლების დროს შთამომავლობა მიიღება სქესობრივი გამრავლების – ჰაპლოიდური ბირთვების გენეტიკური მასალის შერწყმის შედეგად. ბირთვები განლაგებულია სპეციალიზებულ სასქესო უჯრედებში - გამეტებში. გამეტები ჰაპლოიდურია – შეიცავს მეიოზის შედეგად მიღებულ ქრომოსომების ერთ კომპლექტს; ისინი აკავშირებენ ამ თაობას და მომავალ თაობას. გამეტები შეიძლება იყოს იგივე ზომისა და ფორმის, ფლაგელებით ან მის გარეშე, მაგრამ უფრო ხშირად მამრობითი გამეტები განსხვავდება მდედრობითი სქესისგან. მდედრობითი სქესის გამეტები - კვერცხები ჩვეულებრივ უფრო დიდია ვიდრე მამრობითი, აქვთ მომრგვალო ფორმა და ჩვეულებრივ არ გააჩნიათ საყრდენი ორგანოები. კვერცხებში ასევე აშკარად გამოირჩევა პროტოპლასტის ელემენტები, ისევე როგორც ბირთვი. ციტოპლაზმის ძირითადი ნივთიერება აგროვებს დიდი რაოდენობით საკვებ ნივთიერებებს. მამრობითი გამეტებს აქვთ ბევრად გამარტივებული სტრუქტურა. ისინი მობილურია, ე.ი. აქვს დროშები. ეს არის სპერმატოზოიდები. ასევე არსებობს სპერმატოზოიდები ფლაგელას გარეშე.

სქესობრივ რეპროდუქციას დიდი ბიოლოგიური მნიშვნელობა აქვს. მეიოზის დროს, როდესაც წარმოიქმნება გამეტები, ქრომოსომების შემთხვევითი განსხვავების და გენეტიკური მასალის გაცვლის შედეგად ჰომოლოგიურ ქრომოსომებს შორის, წარმოიქმნება გენების ახალი კომბინაციები, რომლებიც ერთ გამეტში ხვდება, რაც ზრდის გენეტიკურ მრავალფეროვნებას.

განაყოფიერების დროს გამეტები ერწყმის ერთმანეთს და წარმოიქმნება დიპლოიდური ზიგოტა - უჯრედი, რომელიც შეიცავს თითოეული გამეტიდან თითო ქრომოსომულ კომპლექტს. ქრომოსომის ორი ნაკრების ეს ასოციაცია არის შიდასახეობრივი ცვალებადობის გენეტიკური საფუძველი.

პართენოგენეზი.

სქესობრივი გამრავლების ერთ-ერთი ფორმაა პართენოგენეზი – რომლის დროსაც ემბრიონის განვითარება ხდება გაუნაყოფიერებელი კვერცხუჯრედიდან. პართენოგენეზი გავრცელებულია მწერებში (ბუგები, ფუტკარი), სხვადასხვა როტიფერები, პროტოზოები, გამონაკლისის სახით გვხვდება ზოგიერთ ხვლიკში.

არსებობს პართენოგენეზის ორი ტიპი - ჰაპლოიდური და დიპლოიდური. ჭიანჭველებში საზოგადოებაში ჰაპლოიდური პართენოგენეზის შედეგად წარმოიქმნება ორგანიზმების სხვადასხვა კასტა - ჯარისკაცები, დამლაგებლები და ა.შ. ფუტკრებში უნაყოფო კვერცხუჯრედიდან ჩნდებიან დრონები, რომლებშიც მიტოზის შედეგად წარმოიქმნება სპერმატოზოიდები. ბუგრები განიცდიან დიპლოიდურ პართენოგენეზს. მათში, ანაფაზაში უჯრედების ფორმირების პერიოდში, ჰომოლოგიური ქრომოსომა არ განსხვავდება - და თავად კვერცხუჯრედი აღმოჩნდება დიპლოიდური სამი "სტერილური" პოლარული სხეულით. მცენარეებში პართენოგენეზი საკმაოდ ტიპიური მოვლენაა. აქ მას აპომიქსისი ჰქვია. კვერცხუჯრედში „სტიმულირების“ შედეგად ხდება ქრომოსომის გაორმაგება. ნორმალური ემბრიონი ვითარდება დიპლოიდური უჯრედიდან.

მცენარეთა სისტემატიკა.

სისტემატიკა სწავლობს მცენარეთა მრავალფეროვნებას. სისტემატიკის შესწავლის ობიექტია სისტემატური კატეგორიები. ძირითადი სისტემატური კატეგორიებია: სახეობა, გვარი, ოჯახი, კლასი, დეპარტამენტი, სამეფო.

სახეობა არის ინდივიდების პოპულაციების ერთობლიობა, რომელსაც შეუძლია ბუნებრივ პირობებში შეჯვარება და ნაყოფიერი შთამომავლობის შექმნა. გვარი არის მჭიდროდ დაკავშირებული სახეობების კოლექცია. ოჯახი მჭიდროდ დაკავშირებული გვარების ერთობლიობაა. კლასი აერთიანებს მჭიდროდ დაკავშირებულ ოჯახებს, განყოფილება - მჭიდროდ დაკავშირებულ კლასებს. ამ შემთხვევაში მცენარეები მოქმედებენ როგორც სამეფო.

ყველა სისტემატური კატეგორიის სამეცნიერო სახელწოდება მოცემულია ლათინურად. სახეობების ზემოთ სისტემატური კატეგორიების სახელები ერთი სიტყვისგან შედგება. 1753 წლიდან, C. Linnaeus-ის წყალობით, სახეობების ორობითი სახელები იქნა მიღებული. პირველი სიტყვა აღნიშნავს სახეობას, მეორე არის სახეობის ეპითეტი. რუსულ ენაზე სისტემატური კატეგორიების სახელები იშვიათად ითარგმნება ლათინურიდან, უფრო ხშირად ეს არის ხალხში დაბადებული ორიგინალური სახელები.

ჩანასახოვანი უჯრედების ფორმირება ადამიანებში. ადამიანის ჩანასახის უჯრედების სტრუქტურა. განაყოფიერება ადამიანებში. განაყოფიერების ბიოლოგიური მნიშვნელობა.

სპერმატოზოიდები - მამრობითი სქესის უჯრედები წარმოიქმნება უჯრედების თანმიმდევრული დაყოფის - სპერმატოგენეზის შედეგად, რასაც მოჰყვება დიფერენცირების რთული პროცესი, რომელსაც სპერმიოგენეზი ეწოდება.

პირველ რიგში, ემბრიონის ეპითელიუმის უჯრედული დაყოფა, რომელიც განლაგებულია თესლის მილაკებში, წარმოშობს სპერმატოგონიას, რომელიც იზრდება ზომაში და ხდება პირველი რიგის სპერმატოციტები. მეიოზის პირველი დაყოფის შედეგად ისინი ქმნიან მეორე რიგის დიპლოიდურ სპერმატოციტებს, მეიოზის მეორე გაყოფის შემდეგ წარმოქმნიან სპერმატოზოვას. ზრდასრული სპერმატოზოვა შედგება თავის, შუალედური განყოფილებისა და ფლაგელისგან (კუდი). თავი შედგება აკროსომისა და ბირთვისგან, რომელიც გარშემორტყმულია გარსით. კისერს აქვს ცენტრიოლა. მიტოქონდრია განლაგებულია შუა განყოფილებაში.

ადამიანებში კვერცხუჯრედის ფორმირება - ოოგენეზი რამდენიმე ეტაპად მიმდინარეობს. პირველ ეტაპზე, მეტოზური გაყოფის შედეგად, ოოგონია წარმოიქმნება რუდიმენტული ეპითელიუმის უჯრედებიდან. ოოგონია იყოფა მიტოზის ტიპის მიხედვით და წარმოშობს პირველი რიგის კვერცხუჯრედებს. კვერცხუჯრედები და პოლარული სხეულები წარმოიქმნება პირველი რიგის კვერცხუჯრედებისგან მიტოზური გაყოფის შედეგად.

განაყოფიერება ადამიანებში შინაგანია. სპერმის კვერცხუჯრედში შეღწევის შედეგად სასქესო უჯრედების ბირთვები ერწყმის ერთმანეთს. იქმნება ზიგოტი.

განაყოფიერების შედეგად აღდგება ქრომოსომების დიპლოიდური ნაკრები, წარმოიქმნება ახალი ორგანიზმი დედისა და მამის ნიშნების მატარებელი. ჩანასახოვანი უჯრედების ფორმირებისას ხდება გენის რეკომბინაცია, ამიტომ ახალი ორგანიზმი აერთიანებს მშობლების საუკეთესო თვისებებს.

ორგანიზმის ინდივიდუალური განვითარება – ონტოგენეზი.

ონტოგენეზი არის ორგანიზმის განვითარების პერიოდი ზიგოტის პირველი გაყოფიდან ბუნებრივ სიკვდილამდე.

ემბრიონის განვითარება (ცხოველების მაგალითზე).

მიუხედავად იმისა, თუ სად ხდება ემბრიონის განვითარება, მისი განვითარების დასაწყისი პირველ მიტოზურ დაყოფას უკავშირდება. ბირთვული გაყოფის შემდეგ, ციტოკინეზი იწვევს ორი დიპლოიდური შვილობილი უჯრედის წარმოქმნას, რომლებსაც ბლასტომერებს უწოდებენ. ბლასტომერები აგრძელებენ დაყოფას მიტოზის ტიპის მიხედვით, გრძივი დაყოფით მონაცვლეობით განივი დაყოფით. ბლასტომერის დაყოფას დაქუცმაცებას უწოდებენ, რადგან ამ პროცესის დროს უჯრედის ზრდა არ ხდება და შედეგად უჯრედების სიმსივნე – მორულა მოცულობით უდრის ორ ძირითად ბლასტომერს. ემბრიონის შემდგომი განვითარება დაკავშირებულია ბლასტულას წარმოქმნასთან. ამ შემთხვევაში, ბლასტომერები ქმნიან ერთშრიან კედელს ცენტრალური ღრუს გარშემო, რომელიც სავსეა სითხით. ერთ-ერთ მიდამოში ბლასტულას კედლის უჯრედები იწყებენ დაყოფას და ქმნიან შიდა უჯრედულ მასას. შემდგომში ამ უჯრედული მასისგან წარმოიქმნება კედლის შიდა შრე, რითაც გამოიყოფა ექტოდერმი – გარეთა შრე და ენდოდერმი – უჯრედების შიდა შრე. განვითარების ამ ორ ფენას გასტრულას უწოდებენ. ემბრიონის განვითარების შემდგომ ეტაპზე წარმოიქმნება მეზოდერმი - მესამე ჩანასახის შრე. ექტოდერმი, ენდოდერმი და მეზოდერმი წარმოშობს განვითარებადი ემბრიონის ყველა ქსოვილს. ექტოდერმის უჯრედები წარმოქმნიან პირველ ლამინას, პირველ ქედს და ექტობლასტს. პირველი ფირფიტის კიდესთან ჩნდება ზევით მიმართული ნაკეცები, ხოლო ცენტრალურ ნაწილში არის ნერვული ღარი, რომელიც ღრმავდება და გადაიქცევა ნერვულ მილად - ცენტრალური ნერვული სისტემის რუდიმენტად. ნერვული მილის წინა ნაწილიდან ყალიბდება ტვინი და თვალების რუდიმენტები. ემბრიონის წინა ნაწილში ექტობლასტისგან წარმოიქმნება სმენისა და ყნოსვის ორგანოების რუდიმენტები. ეპიბლასტი წარმოშობს ეპიდერმისს, თმას, ბუმბულს და ქერქს. ნერვული ქერქი გარდაიქმნება ხერხემლის, ყბების ნერვული ნივთიერების რუდიმენტებად. ექტოდერმიდან, პირველადი ნაწლავი, შიდა ეპითელიუმი, ჯირკვლების რუდიმენტები და ა.შ. მეზოდერმა წარმოშობს ნოტოკორდს, სომიტებს, მეზექიმას და ნეფროტომებს. სომიტებიდან ვითარდება დერმის, სხეულის კედლების კუნთები, ხერხემლიანები და ჩონჩხის კუნთები. მეზენქიმიდან, გულის, გლუვი კუნთების, სისხლძარღვების და თავად სისხლი საძირკველებიდან. ნეფროტომები წარმოქმნის საშვილოსნოს, თირკმელზედა ჯირკვლის ქერქს, შარდსაწვეთებს და ა.შ.

წარმოებული ჩანასახების ფენების განვითარებისას იცვლება ემბრიონის გარეგნობა. ის იძენს გარკვეულ ფორმას, აღწევს გარკვეულ ზომას. ემბრიონის განვითარება სრულდება კვერცხუჯრედიდან გამოჩეკით ან ბელიის დაბადებით.

პოსტემბრიონული განვითარება.

იმ მომენტიდან, როდესაც ემბრიონი კვერცხუჯრედიდან გამოიჩეკება ან ბელი დაიბადება, იწყება პოსტემბრიონული განვითარება. ეს შეიძლება იყოს პირდაპირი, როდესაც დაბადებული ორგანიზმი აგებულებით ჰგავს ზრდასრულს და არაპირდაპირი, როდესაც ემბრიონის განვითარება იწვევს ლარვას განვითარებას, რომელსაც აქვს მორფოლოგიური, ანატომიური და ფიზიოლოგიური განსხვავებები ზრდასრულისგან. პირდაპირი განვითარება დამახასიათებელია ხერხემლიანთა უმეტესობისთვის, მათ შორის ქვეწარმავლები, ფრინველები და ძუძუმწოვრები. ამ ორგანიზმების პოსტემბრიონული განვითარება დაკავშირებულია მარტივ ზრდასთან, რაც უკვე იწვევს ხარისხობრივ ცვლილებებს - განვითარებას.

არაპირდაპირი განვითარების მქონე ცხოველებს მიეკუთვნება კოელენტერატები, ჩიპები, ლენტები, კიბოსნაირები, მწერები, მოლუსკები, ექინოდერმები, ტუნიკები, ამფიბიები.

არაპირდაპირ განვითარებას ასევე უწოდებენ განვითარებას მეტამორფოზით. ტერმინი "მეტამორფოზი" ეხება სწრაფ ცვლილებებს, რომლებიც ხდება ლარვის სტადიიდან ზრდასრულ ფორმამდე. ლარვები ჩვეულებრივ ასრულებენ დისპერსიის სტადიას, ანუ ისინი უზრუნველყოფენ სახეობის გავრცელებას.

ლარვები განსხვავდებიან ზრდასრულებისგან მათი ჰაბიტატით, კვების ბიოლოგიით, მოძრაობის რეჟიმითა და ქცევითი მახასიათებლებით; ამის გამო, სახეობას შეუძლია გამოიყენოს ორი ეკოლოგიური ტიპის მიერ წარმოდგენილი შესაძლებლობები ონტოგენეზის დროს, რაც ზრდის მის გადარჩენის შანსებს. ბევრი სახეობა, როგორიცაა ჭრიჭინები, იკვებება და იზრდება მხოლოდ ლარვის სტადიაზე. ლარვები თამაშობენ ერთგვარი გარდამავალი ეტაპის როლს, რომლის დროსაც სახეობებს შეუძლიათ შეეგუონ ახალ საცხოვრებელ პირობებს. გარდა ამისა, ლარვებს ზოგჯერ აქვთ ფიზიოლოგიური გამძლეობა, რის გამოც ისინი არახელსაყრელ პირობებში მოქმედებენ როგორც მოსვენების ეტაპი. მაგალითად, მაისის ხოჭო იზამთრებს ნიადაგში ლარვის სახით. მაგრამ უმეტეს შემთხვევაში, მწერებში, ეს ხდება მეტამორფოზის სხვა სტადიაზე - ლეკვის ეტაპზე.

და ბოლოს, ლარვის სტადიებს ზოგჯერ აქვთ უპირატესობა, რომ ამ ეტაპებზე შესაძლებელია ლარვების რაოდენობის ზრდა. როგორც ეს ხდება ზოგიერთ ბრტყელ ჭიებში.

უნდა აღინიშნოს, რომ ხშირ შემთხვევაში ლარვები აღწევენ ძალიან მაღალ ორგანიზაციას, როგორიცაა, მაგალითად, მწერების ლარვები, რომლებშიც მხოლოდ რეპროდუქციული ორგანოები რჩება განუვითარებელი.

ამრიგად, სტრუქტურული და ფუნქციური ცვლილებები, რომლებიც ხდება მეტამორფოზის დროს, ამზადებს ორგანიზმს ზრდასრული ცხოვრებისათვის ახალ ჰაბიტატში.

ბიოლოგიური საათი. თვითრეგულირება. სხვადასხვა ფაქტორების გავლენა ორგანიზმის განვითარებაზე. სხეულის ადაპტაცია ცვალებად პირობებთან, ანაბიოზი.

განვითარების ყველა ეტაპზე - ემბრიონის სტადიაზე, პოსტემბრიონული განვითარების სტადიაზე, ორგანიზმზე გავლენას ახდენს გარემო ფაქტორები - ტემპერატურა, ტენიანობა, სინათლე, საკვები რესურსები და ა.შ.

ორგანიზმი განსაკუთრებით მგრძნობიარეა გარემო ფაქტორების გავლენის მიმართ ემბრიონის და პოსტემბრიონული განვითარების სტადიაზე. ნაყოფის სტადიაზე, როდესაც ორგანიზმი ვითარდება დედის სხეულში და მას უკავშირდება სისხლის მიმოქცევის სისტემა, მის ნორმალურ განვითარებაში გადამწყვეტია დედის ქცევა. დედა ეწევა, ნაყოფიც „ეწევა“. დედა სვამს ალკოჰოლს, "სვამს ალკოჰოლს" და ნაყოფი. ემბრიონი განსაკუთრებით მგრძნობიარეა ზემოქმედების მიმართ მისი განვითარების 1-3 თვეში. პოსტემბრიონულ განვითარებაში ნორმალური ცხოვრების წესი საშუალებას აძლევს ორგანიზმს ნორმალურად იარსებოს ბუნებრივ სიკვდილამდე. ორგანიზმი გენოტიპურად ადაპტირებულია ტემპერატურის, ტენიანობის, მარილიანობის და განათების გარკვეულ დიაპაზონში. მას გარკვეული დიეტა სჭირდება.

ვალრუსიზმი, ანტარქტიდის გავლით ლაშქრობა, კოსმოსური ფრენები, შიმშილი, სიძუნწე, რა თქმა უნდა, გამოიწვევს რიგი დაავადებების განვითარებას.

ჯანსაღი ცხოვრების წესი დღეგრძელობის გასაღებია.

ყველა ბიოლოგიურ სისტემას ახასიათებს თვითრეგულირების მეტი ან ნაკლები უნარი. თვითრეგულირება - ბუნებრივი სისტემის დინამიური მუდმივობის მდგომარეობა მიზნად ისახავს გარე და შიდა გარემოს ეფექტების მაქსიმალურ შეზღუდვას, სხეულის სტრუქტურისა და ფუნქციების შედარებითი მუდმივობის შენარჩუნებას.

გარდა ამისა, ორგანიზმზე სხვადასხვა ფაქტორების გავლენა მცირდება ორგანიზმებში ფიზიოლოგიური რეაქციების რთული სისტემის ფორმირების შედეგად გარემო ფაქტორების დროებით - სეზონურ და, კერძოდ, მოკლევადიან - ყოველდღიურ ცვლილებებზე. ნაჩვენებია ბიოლოგიურ საათში. ამის მაგალითია მცენარეებში ყვავილობის აშკარა შენარჩუნება დღის გარკვეულ მონაკვეთში.

სხეულის ცვალებად პირობებთან ადაპტაციის განსაკუთრებული ტიპია ანაბიოზი - სხეულის დროებითი მდგომარეობა, რომლის დროსაც სასიცოცხლო პროცესები იმდენად ნელია, რომ სიცოცხლის ყველა ხილული გამოვლინება პრაქტიკულად არ არსებობს. ანაბიოზში მოხვედრის უნარი ხელს უწყობს ორგანიზმების გადარჩენას მკვეთრად არახელსაყრელ პირობებში. ანაბიოზი გავრცელებულია სოკოებში, მიკროორგანიზმებში, მცენარეებსა და ცხოველებში. როდესაც ხელსაყრელი პირობები ხდება, ორგანიზმები, რომლებიც ჩავარდნენ ანაბიოზში, უბრუნდებიან აქტიურ ცხოვრებას. გავიხსენოთ გამხმარი როტიფერები, კისტა, სპორები და ა.შ.

ორგანიზმების ყველა ადაპტაცია ცვალებად პირობებთან არის ბუნებრივი გადარჩევის პროდუქტი. ბუნებრივი გადარჩევა ასევე განსაზღვრავდა გარემო ფაქტორების მოქმედების ამპლიტუდას, რაც ორგანიზმს ნორმალურად არსებობის საშუალებას აძლევს.

ევოლუციური პროცესი და მისი კანონზომიერებები.

ჩ.დარვინის ევოლუციური თეორიის გაჩენის წინაპირობები.

ჩარლზ დარვინის ევოლუციური თეორიის გაჩენას, რომელიც ჩამოყალიბებულია მის წიგნში "სახეობათა წარმოშობა", წინ უძღოდა ბიოლოგიის, მისი ფუნქციური და გამოყენებითი დისციპლინების ხანგრძლივი განვითარება. ჩარლზ დარვინამდე დიდი ხნით ადრე ცდილობდნენ აეხსნათ ორგანიზმების აშკარა მრავალფეროვნება, წამოაყენეს სხვადასხვა ევოლუციური ჰიპოთეზა, რომელიც ახსნიდა ცხოველურ ორგანიზმებს შორის მსგავსებას. აქვე უნდა აღვნიშნოთ არისტოტელე, რომელიც ძვ.წ IV საუკუნეში. ე. მან ჩამოაყალიბა ცოცხალი არსების უწყვეტი და თანდათანობითი განვითარების თეორია უსულო მატერიიდან, შექმნა წარმოდგენა ბუნების კიბეზე. მე-18 საუკუნის ბოლოს ჯონ რეიმ შექმნა სახეობების კონცეფცია. ხოლო 1771-78 წწ. K. Linnaeus-მა უკვე შემოგვთავაზა მცენარეთა სახეობების სისტემა. ბიოლოგია თავის შემდგომ განვითარებას ამ მეცნიერს ევალება.

კ.ლინეუსის შრომები.

კ. ლინეუსის აყვავების პერიოდში, რომელიც მოდის მე-18 საუკუნის შუა ხანებში, ბიოლოგიაში დომინირებდა ბუნების მეტაფიზიკური კონცეფცია, რომელიც დაფუძნებულია უცვლელობასა და პირველყოფილ მიზანშეწონილობაზე.

C. Linnaeus-ს ხელთ ჰქონდა მცენარეების უზარმაზარი კოლექციები და დაიწყო მათი სისტემატიზაცია. დ.რეის სწავლებების საფუძველზე სახეობების შესახებ, მან დაიწყო მცენარეების დაჯგუფება ამ კატეგორიის მოცულობაში. საქმიანობის ამ პერიოდში კ.ლინეუსი ქმნის ბოტანიკის ენას: ის განსაზღვრავს თვისების არსს და აჯგუფებს თვისებებს თვისებებად, ქმნის ბოლომდე დიაგნოზებს - სახეობების აღწერას. K. Linnaeus-მა დააკანონა სახეობების ბინარული ნომენკლატურა. თითოეულ სახეობას ლათინურად ორი სიტყვით ეძახდნენ. პირველი აღნიშნავს ზოგად კუთვნილებას, მეორე არის სახეობის ეპითეტი. სახეობების აღწერილობა ასევე დაიწერა ლათინურად. ამან შესაძლებელი გახადა ყველა აღწერილობის ხელმისაწვდომობა ყველა ქვეყნის მეცნიერებისთვის, ვინაიდან ლათინური ენა ყველა უნივერსიტეტში სწავლობდა. K. Linnaeus-ის გამორჩეული მიღწევა იყო მცენარეთა სისტემის შექმნა და სისტემატური კატეგორიების განვითარება. რეპროდუქციული ორგანოების აგებულებიდან გამომდინარე, K. Linnaeus-მა გააერთიანა ყველა ცნობილი მცენარე კლასებად. პირველი 12 კლასი გამოირჩეოდა მტვრიანების რაოდენობით: კლასი 1 - ცალ მტვრიანები, კლასი 2 - ორი მტვრიანები და ა.შ. მე-14 კლასში შედიოდა ყვავილების გარეშე მცენარეები. ამ მცენარეებს მან მისტოგამიური უწოდა. კ. ლინეუსმა კლასები დაყო ოჯახებად, ყვავილისა და სხვა ორგანოების აგებულებიდან გამომდინარე. K. Linnaeus-დან მოდის ოჯახები, როგორიცაა Compositae, Umbelliferae, Cruciferae და ა.შ. K. Linnaeus-მა ოჯახები დაყო გვარებად. K. Linnaeus მიიჩნია, რომ გვარი შემოქმედის მიერ ცალკე შექმნილ რეალურ ცხოვრებაში კატეგორიად ითვლება. ის სახეობებს თვლიდა გვარების ვარიანტებად, რომლებიც განვითარდა თავდაპირველი წინაპრისგან. ამრიგად, ქვედა დონეზე კ. ლინეუსმა აღიარა ევოლუციური პროცესის არსებობა, რომელიც ამჟამად შეუმჩნეველი რჩება სახელმძღვანელოებისა და სამეცნიერო პუბლიკაციების ზოგიერთი ავტორისთვის.

K. Linnaeus-ის ნაშრომების მნიშვნელობა უზარმაზარია: მან დააკანონა ბინარული ნომენკლატურა, შემოიღო სახეობების სტანდარტული აღწერილობები, შემოგვთავაზა ტაქსონომიური ერთეულების სისტემა: სახეობა, გვარი, ოჯახი, კლასი, რიგი. და რაც მთავარია, მან შექმნა მცენარეთა და ცხოველთა სისტემები, მათი მეცნიერული ვალიდობით, აღემატება ყველა სისტემას, რომელიც არსებობდა მასამდე. მათ ხელოვნურს უწოდებენ, გამოყენებული მახასიათებლების მცირე რაოდენობის გამო, მაგრამ სწორედ K. Linnaeus-ის სისტემებმა შესაძლებელი გახადა საუბარი სახეობების მრავალფეროვნებაზე და მათ მსგავსებაზე. სისტემების სიმარტივემ მრავალი მკვლევარი მიიპყრო ბიოლოგიისკენ, ბიძგი მისცა ახალი სახეობების აღწერას და ბიოლოგია განვითარების ახალ საფეხურზე გადაიყვანა. ბიოლოგიამ დაიწყო ცოცხალის ახსნა, მაგრამ არა მხოლოდ მისი აღწერა.

J.B. Lamarck-ის ევოლუციის თეორია.

1809 წელს ფრანგმა ბიოლოგმა ჟ.ბ.ლამარკმა გამოსცა წიგნი ზოოლოგიის ფილოსოფია, რომელიც ასახავს ორგანული სამყაროს ევოლუციის მექანიზმს. ლამარკის ევოლუციური თეორია დაფუძნებული იყო ორ კანონზე, რომლებიც ცნობილია როგორც ორგანოების ვარჯიშისა და არ ვარჯიშის კანონი და შეძენილი მახასიათებლების მემკვიდრეობის კანონი. ლამარკისთვის ეს კანონები ასე ჟღერს. პირველი კანონი. „ყოველ ცხოველში, რომელსაც არ მიუღწევია განვითარების ზღვარს, რომელიმე ორგანოს უფრო ხშირი და დაურღვეველი გამოყენება აძლიერებს ამ ორგანოს, ავითარებს მას, ზრდის და ანიჭებს მას ძალას, თვით გამოყენების ხანგრძლივობის პროპორციულად, ხოლო მუდმივი. ორგანოს გამოუყენებლობა შეუმჩნევლად ასუსტებს მას, იწვევს დაქვეითებას, თანდათანობით ამცირებს მის შესაძლებლობებს და საბოლოოდ იწვევს მის გაქრობას“. მეორე კანონი. ”ყველაფერი, რასაც ბუნება აიძულა მოიპოვოს ან დაკარგოს, ის ინახავს სხვა ინდივიდებზე გამრავლებით.” ამრიგად, ლამარკის თეორიის არსი მდგომარეობს იმაში, რომ გარემოს გავლენის ქვეშ ორგანიზმები განიცდიან ცვლილებებს, რომლებიც მემკვიდრეობით მიიღება. ვინაიდან ცვლილებები ბუნებით ინდივიდუალურია, ევოლუციის პროცესი იწვევს ორგანიზმების მრავალფეროვნებას. ლამარკის ევოლუციის მექანიზმის კლასიკური მაგალითია ჟირაფში გრძელი კისრის გაჩენა. მისი მოკლეყელიანი წინაპრების მრავალი თაობა იკვებებოდა ხეების ფოთლებით, რისთვისაც მათ უფრო და უფრო მაღლა უნდა სულიყვნენ. კისრის უმნიშვნელო გახანგრძლივება, რომელიც ყოველ თაობაში ხდებოდა, გადადიოდა შემდეგ თაობაზე, სანამ სხეულის ეს ნაწილი არ მიაღწევდა ამჟამინდელ სიგრძეს.

ლამარკის თეორიამ მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ჩარლზ დარვინის შეხედულებების განვითარებაში. ფაქტობრივად, ბმული „გარემო - ცვალებადობა - მემკვიდრეობა“ დარვინმა აიღო ლამარკისგან. ლამარკმა აღმოაჩინა ცვალებადობის მიზეზი. მიზეზი გარემოა. ის ასევე ცდილობდა შეეთავსებინა შთამომავლობაზე ცვლილებების გადაცემა, ანუ მემკვიდრეობითობის მექანიზმები. მისი თეორია "ბაქტერიების პლაზმის უწყვეტობის" შესახებ მე-19 საუკუნის ბოლომდე გაგრძელდა.

თავისი უზარმაზარი მნიშვნელობითა და აღქმის სიმარტივით, ლამარკის ევოლუციის თეორიას ფართო აღიარება არ მიუღია. რა არის ამის მიზეზი. ლამარკი ვარაუდობს, რომ ადამიანი წარმოიშვა რაღაც ოთხმკლავიანი. ამისათვის ის იმყოფებოდა ნაპოლეონის ქვეშ, რომელმაც ბრძანა მისი წიგნის განადგურება. ლამარკმა უარყო სახეობის რეალური არსებობა, რამაც თავის წინააღმდეგ მიმართა ლინეუსის თაყვანისმცემლებს, რომელშიც შედიოდნენ მე-19 საუკუნის დასაწყისის ბიოლოგების უმეტესობა. და ბოლოს, მისი მთავარი მეთოდოლოგიური შეცდომა: „ყველა შეძენილი თვისება მემკვიდრეობითია“. ამ დებულების შემოწმებამ არ მისცა 100% დადასტურება და, შესაბამისად, მთელი თეორია ეჭვქვეშ დადგა. და მაინც, თეორიის მნიშვნელობა ჯ.ბ. ლამარკი უზარმაზარია. სწორედ მან დაამკვიდრა ტერმინი – „ევოლუციის ფაქტორები“. და ამ ფაქტორებს მატერიალური საფუძველი ჰქონდა.

დარვინის მსოფლმხედველობაზე უდავო კვალი დატოვა ჯ. კუვიერის ნაშრომებმა ნამარხ ნაშთებზე და კ. ლაიელის ნაშრომებმა, რომელმაც აჩვენა პროგრესული ცვლილებები ნამარხ ნაშთებში.

გემ „ბილით“ მსოფლიოს გარშემო მოგზაურობისას, თავად ჩარლზ დარვინმა შეძლო დაენახა და შეეფასებინა სხვადასხვა კონტინენტზე მცხოვრები მცენარეების და ცხოველების მრავალფეროვნება სხვადასხვა პირობებში. და ცხოვრობდა ინგლისში - ქვეყანაში კარგად განვითარებული სოფლის მეურნეობით, ქვეყანა, რომელმაც კუნძულზე მოიტანა ყველაფერი, რაც მსოფლიოში იყო, ჩარლზ დარვინს შეეძლო ენახა ადამიანის "ევოლუციური" საქმიანობის შედეგები.

და რა თქმა უნდა, ჩარლზ დარვინის ევოლუციური თეორიის გაჩენის ყველაზე მნიშვნელოვანი წინაპირობა იყო თავად ჩარლზ დარვინი, რომლის გენიოსმა შეძლო მოეპყრო, გაეანალიზებინა მთელი ვრცელი მასალა და შექმნა თეორია, რომელმაც საფუძველი ჩაუყარა დარვინიზმის - დოქტრინას. ცოცხალი ორგანიზმების ევოლუცია.

ჩ.დარვინის ევოლუციური თეორიის ძირითადი დებულებები.

ბუნებრივი გადარჩევით ევოლუციის თეორია ჩამოაყალიბა ჩარლზ დარვინმა 1839 წელს. ჩ.დარვინის ევოლუციური შეხედულებები სრულად არის წარმოდგენილი წიგნში „სახეობათა წარმოშობა ბუნებრივი გადარჩევის გზით, ანუ საყვარელი ჯიშების შენარჩუნება სიცოცხლისთვის ბრძოლაში“.

თავად წიგნის სათაური ვარაუდობს, რომ დარვინს არ დაუყენებია ევოლუციის არსებობის დამტკიცების მიზანი, რომლის არსებობაზეც მიუთითა კონფუცი. წიგნის დაწერის დროს არავის ეპარებოდა ეჭვი ევოლუციის არსებობაში. ჩარლზ დარვინის მთავარი დამსახურებაა ის, რომ მან განმარტა, თუ როგორ შეიძლება მოხდეს ევოლუცია.

ბიგლზე მოგზაურობამ დარვინს საშუალება მისცა შეეგროვებინა მრავალი მონაცემი ორგანიზმების ცვალებადობის შესახებ, რამაც დაარწმუნა ის, რომ სახეობები არ შეიძლება ჩაითვალოს უცვლელად. ინგლისში დაბრუნებულმა ჩარლზ დარვინმა აიღო მტრედებისა და სხვა შინაური ცხოველების მოშენების პრაქტიკა, რამაც მიიყვანა ხელოვნური გადარჩევის კონცეფციამდე, როგორც შინაური ცხოველების ჯიშებისა და კულტივირებული მცენარეების მოშენების მეთოდი. არჩევით მას სჭირდება გადახრები, ადამიანმა, ამ გადახრების აუცილებელ მოთხოვნებამდე მიყვანა, მისთვის აუცილებელი ჯიშები და ჯიშები შექმნა.

ჩარლზ დარვინის აზრით, ამ პროცესის მამოძრავებელი ძალები იყო მემკვიდრეობითი ცვალებადობა და ადამიანის შერჩევა.

თუმცა, C. Darwin-ს მოუწია ბუნებრივ პირობებში გადაჭრის პრობლემა. ჩარლზ დარვინის შერჩევის მოქმედების მექანიზმი გამოწვეული იყო 1778 წელს ტ. მალტუსის მიერ ნაშრომში „ტრაქტატი მოსახლეობის შესახებ“ ჩამოყალიბებული იდეებით. მალტუსმა ნათლად აღწერა ის ვითარება, რომელსაც შეიძლება მოჰყვეს მოსახლეობის ზრდა, თუ მას არაფრით არ შეეკავებინა. დარვინმა მალტუსის მსჯელობა გადასცა სხვა ორგანიზმებს და ყურადღება გაამახვილა ასეთ ფაქტორებზე: მიუხედავად მაღალი რეპროდუქციული პოტენციალისა, პოპულაცია მუდმივი რჩება. უზარმაზარი ინფორმაციის შედარებისას, ის მივიდა დასკვნამდე, რომ მოსახლეობის წევრებს შორის სასტიკი კონკურენციის პირობებში, ნებისმიერი ცვლილება, რომელიც ხელსაყრელია მოცემულ პირობებში, გაზრდის ინდივიდის გამრავლების უნარს და დატოვებს ნაყოფიერი შთამომავლობას და არახელსაყრელ ცვლილებებს. აშკარად არახელსაყრელია და მათთვის, ვისაც მათი ორგანიზმები ჰყავს, წარმატებული გამრავლების შანსები მცირდება. ეს ყველაფერი საფუძვლად დაედო მამოძრავებელ ძალებს (ევოლუციის ფაქტორები, რომლებიც, დარვინის აზრით, არის ცვალებადობა, მემკვიდრეობა, არსებობისთვის ბრძოლა, ბუნებრივი გადარჩევა.

არსებითად, ჩარლზ დარვინის ევოლუციური თეორიის მთავარი მნიშვნელობა არის ის, რომ ევოლუცია ხდება მემკვიდრეობითი ცვლილებების წარმოქმნის საფუძველზე, აწონ-დაწონის მათ არსებობისთვის ბრძოლით და ცვლილებების შერჩევით, რომლებიც ორგანიზმებს საშუალებას აძლევს გაიმარჯვონ ინტენსიურ კონკურენციაში. ჩარლზ დარვინის მიხედვით ევოლუციის შედეგია ახალი სახეობების გაჩენა, რაც იწვევს ფლორისა და ფაუნის მრავალფეროვნებას.

ევოლუციის მოძრავი ძალები (ფაქტორები).

ევოლუციის მამოძრავებელი ძალებია: მემკვიდრეობა, ცვალებადობა, ბრძოლა არსებობისთვის, ბუნებრივი გადარჩევა.

მემკვიდრეობითობა.

მემკვიდრეობა არის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის საკუთრება, შეინარჩუნოს და გადასცეს ნიშნები და თვისებები წინაპრებიდან შთამომავლობამდე. ჩარლზ დარვინის დროს ამ ფენომენის ბუნება ცნობილი არ იყო. დარვინი, ისევე როგორც, ვარაუდობდა მემკვიდრეობითი ფაქტორების არსებობას. ოპონენტების ამ განცხადებების კრიტიკამ აიძულა დარვინი დაეტოვებინა თავისი შეხედულებები ფაქტორების ადგილმდებარეობის შესახებ, მაგრამ თვით მემკვიდრეობის მატერიალური ფაქტორების არსებობის იდეა გაჟღენთილია მის მთელ სწავლებაზე. ფენომენის არსი ცხადი გახდა თ.მორგანის მიერ ქრომოსომის თეორიის შემუშავების შემდეგ. როდესაც გენის სტრუქტურა გაიშიფრა და გაიაზრა, მემკვიდრეობის მექანიზმი საკმაოდ ნათელი გახდა. იგი ეფუძნება შემდეგ ფაქტორებს: ორგანიზმის თავისებურებებს (ფენოტიპი) განსაზღვრავს გენოტიპი და გარემო (რეაქციის სიჩქარე); ორგანიზმის ნიშნები განისაზღვრება ცილების ნაკრებით, რომლებიც წარმოიქმნება რიბოსომებზე სინთეზირებული პოლიპეპტიდური ჯაჭვებისგან, ინფორმაცია სინთეზირებული პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სტრუქტურის შესახებ შეიცავს i-RNA-ზე, i-RNA იღებს ამ ინფორმაციას მატრიცის სინთეზის პერიოდში. დნმ-ის მონაკვეთზე, რომელიც არის გენი; გენები მშობლებიდან შვილებს გადაეცემა და წარმოადგენს მემკვიდრეობის მატერიალურ საფუძველს. ინტერკინეზის დროს დნმ დუბლირებულია და, შესაბამისად, გენები დუბლირებულია. ჩანასახოვანი უჯრედების ფორმირებისას ხდება ქრომოსომების რაოდენობის შემცირება, ხოლო ზიგოტაში განაყოფიერებისას ქალისა და მამრობითი ქრომოსომების გაერთიანება ხდება. ემბრიონისა და ორგანიზმის ფორმირება ხდება როგორც დედის, ისე მამის ორგანიზმის გენების გავლენის ქვეშ. ნიშან-თვისებათა მემკვიდრეობა ხდება გ.მენდელის მემკვიდრეობითობის კანონების შესაბამისად ან ნიშან-თვისებების მემკვიდრეობის შუალედური ბუნების პრინციპის მიხედვით. ორივე დისკრეტული და მუტაციური გენები მემკვიდრეობით მიიღება.

ამრიგად, მემკვიდრეობა თავისთავად მოქმედებს, ერთის მხრივ, როგორც უკვე ჩამოყალიბებული მახასიათებლების შენარჩუნების ფაქტორი, მეორე მხრივ, უზრუნველყოფს ახალი ელემენტების შეყვანას ორგანიზმის სტრუქტურაში.

ცვალებადობა.

ცვალებადობა არის ორგანიზმების ზოგადი თვისება ონტოგენეზის პროცესში ახალი თვისებების შესაძენად. C. Darwin აღნიშნა, რომ არ არის ორი იდენტური ინდივიდი ერთ ნაგავში, არ არსებობს ორი იდენტური მცენარე მშობლების თესლიდან. ცვალებადობის ფორმების კონცეფცია შეიმუშავა ჩ.დარვინმა შინაური ცხოველების ჯიშების შესწავლის საფუძველზე. ჩ.დარვინის მიხედვით არსებობს ცვალებადობის შემდეგი ფორმები: განსაზღვრული, განუსაზღვრელი, კორელაციური, მემკვიდრეობითი, არამემკვიდრეობითი.

გარკვეული ცვალებადობა დაკავშირებულია ინდივიდების დიდ რაოდენობაში ან მოცემული სახეობის, ჯიშის ან ჯიშის ყველა ინდივიდში ონტოგენეზის დროს. დარვინის მიხედვით მასის ცვალებადობა შეიძლება დაკავშირებული იყოს გარკვეულ გარემო პირობებთან. კარგად შერჩეული დიეტა გამოიწვევს ნახირის ყველა წევრის რძის მოსავლიანობის ზრდას. ხელსაყრელი პირობების ერთობლიობა ხელს უწყობს მარცვლის ზომის ზრდას ყველა ხორბლის ინდივიდში. ამრიგად, გარკვეული ცვალებადობის შედეგად წარმოქმნილი ცვლილებების პროგნოზირება შესაძლებელია.

გაურკვეველი ცვალებადობა დაკავშირებულია ცალკეულ ან რამდენიმე ინდივიდში ნიშან-თვისებების გაჩენასთან. ასეთი ცვლილებები არ აიხსნება გარემო ფაქტორების მოქმედებით.

შედარებითი ცვალებადობა ძალიან საინტერესო ფენომენია. ერთი ნიშნის გამოჩენა იწვევს სხვების გამოჩენას. ასე რომ, მარცვლეულის ყურის სიგრძის ზრდა იწვევს ღეროს სიგრძის შემცირებას. ასე რომ, კარგი მოსავლის მიღებით, ჩვენ ვკარგავთ ჩალას. მწერებში კიდურების ზრდა იწვევს კუნთების ზრდას. და ასეთი მაგალითები ბევრია.

C. დარვინმა აღნიშნა, რომ ზოგიერთი ცვლილება, რომელიც ხდება ონტოგენეზში, ვლინდება შთამომავლობაში, ზოგი კი არა. მან პირველს მიაკუთვნა მემკვიდრეობითი ცვალებადობა, მეორე - არამემკვიდრეობითი. დარვინმა ასევე აღნიშნა ის ფაქტი, რომ ძირითადად განუსაზღვრელი და ფარდობითი ცვალებადობასთან დაკავშირებული ცვლილებები მემკვიდრეობითია.

დარვინმა გარემოს მოქმედება განიხილა, როგორც გარკვეული ცვალებადობის მაგალითი. განუსაზღვრელი ცვალებადობის მიზეზები დარვინს არ შეეძლო, აქედან გამომდინარე ცვალებადობის ამ ფორმის სახელიც.

ამ დროისთვის ცვალებადობის მიზეზები და მექანიზმი მეტ-ნაკლებად ნათელია.

თანამედროვე მეცნიერება განასხვავებს ცვალებადობის ორ ფორმას - მუტაციურ ანუ გენოტიპურ და კოდიფიკაციას ანუ ფენოტიპურს.

მუტაციური ცვალებადობა ასოცირდება გენოტიპის ცვლილებასთან. ის წარმოიქმნება მუტაციების შედეგად. მუტაციები მუტაგენების გენოტიპის ზემოქმედების შედეგია. თავად მუტაგენები იყოფა ფიზიკურ, ქიმიურ და ა.შ. მუტაციები არის გენი, ქრომოსომული, გენომი. მუტაციები გენოტიპთან ერთად მემკვიდრეობით მიიღება.

მოდიფიკაციის ცვალებადობა არის გენოტიპისა და გარემოს ურთიერთქმედება. მოდიფიკაციის ცვალებადობა ვლინდება რეაქციის სიჩქარით, ანუ გარემო ფაქტორების ზემოქმედებამ შეიძლება შეცვალოს ნიშან-თვისების გამოვლინება გენოტიპით განსაზღვრულ უკიდურეს საზღვრებში. ასეთი ცვლილებები არ გადაეცემა შთამომავლობას, მაგრამ შესაძლოა გამოჩნდეს შემდეგ თაობაში გარემო ფაქტორების პარამეტრების გამეორებით.

ჩვეულებრივ, დარვინის განუსაზღვრელი ცვალებადობა ასოცირდება მუტაციასთან და განსაზღვრული მოდიფიკაციასთან.

ბრძოლა არსებობისთვის.

დარვინის ბუნებრივი გადარჩევის თეორიის საფუძველია ბრძოლა არსებობისთვის, რომელიც აუცილებლად გამომდინარეობს ორგანიზმების გამრავლების უსაზღვრო სურვილიდან. ეს სურვილი ყოველთვის გამოიხატება გეომეტრიულ პროგრესირებაში.

დარვინი ამაში მალთუსს გულისხმობს. თუმცა, მალტუსამდე დიდი ხნით ადრე, ბიოლოგებმა იცოდნენ ამ ფენომენის შესახებ. დიახ, და თავად დარვინის დაკვირვებებმა დაადასტურა ცოცხალი არსებების უნარი გამრავლების პოტენციურ ინტენსივობაზე. კ. ლინნეუსმაც კი აღნიშნა, რომ ერთ ბუზს თავისი შთამომავლობით შეეძლო ცხენის ცხედარი ძვლებამდე რამდენიმე დღით ადრე ჰყავდეს.

ჩარლზ დარვინის გამოთვლებით ნელ-ნამრავლ სპილოებსაც კი შეეძლოთ დაეუფლონ მთელ მიწას, თუ ამისათვის ყველა პირობა არსებობდა. დარვინის თქმით, 740 წლის განმავლობაში სპილოების ერთი წყვილიდან დაახლოებით 19 მილიონი ადამიანი აღმოჩნდებოდა.

რატომ განსხვავდება პოტენციური და რეალური შობადობა ასე ძალიან?

დარვინი ამ კითხვასაც პასუხობს. ის წერს, რომ კვერცხების ან თესლების სიმრავლის რეალური მნიშვნელობა არის სიცოცხლის ზოგიერთი თაობის განადგურებით გამოწვეული მათი მნიშვნელოვანი დანაკარგის დაფარვა, ანუ გამრავლება ექმნება გარემოს წინააღმდეგობას. ამ ფენომენის ანალიზის საფუძველზე ჩარლზ დარვინი შემოაქვს ცნებას „არსებობისთვის ბრძოლა“.

„არსებობისთვის ბრძოლის კონცეფციას“ შეუძლია მხოლოდ დარვინის ფართო „მეტაფორული“ გაგებით გააზრებული და გამართლება: „მათ შორის, აქ ერთი არსების დამოკიდებულება მეორეზე და ასევე მოიცავს (უფრო მნიშვნელოვანია) არა მხოლოდ ერთი ინდივიდის სიცოცხლეს, არამედ. ასევე მისი წარმატება შთამომავლობის შემდეგ თავის დატოვებაში“. დარვინი წერს: „ლომების რიგიდან ორი ცხოველის შესახებ, შიმშილობის პერიოდში, სრულიად სამართლიანად შეიძლება ითქვას, რომ ისინი ერთმანეთს ებრძვიან საკვებისა და სიცოცხლისთვის. მაგრამ ამბობენ, რომ უდაბნოს გარეუბანში მდებარე მცენარეც სიცოცხლისთვის ებრძვის გვალვას, თუმცა უფრო სწორი იქნება თუ ვიტყვით, რომ ეს დამოკიდებულია ტენიანობაზე. მცენარის შესახებ, რომელიც ყოველწლიურად აწარმოებს ათასობით თესლს, რომელთაგან საშუალოდ მხოლოდ ერთი იზრდება, უფრო სწორად შეიძლება ითქვას, რომ ის ებრძვის იმავე გვარის მცენარეებს და სხვებს, რომლებიც უკვე ფარავს ნიადაგს ... მთელი ამ ცოდნით ... მე, მოხერხებულობისთვის, მივმართავ ზოგად ტერმინს ბრძოლა არსებობისთვის“.

ტექსტი „სახეობათა წარმოშობა“ ადასტურებს არსებობისთვის ბრძოლის ფორმების მრავალფეროვნებას, მაგრამ ამავე დროს აჩვენებს, რომ ყველა ამ ფორმაში არის კონკურენციის ან კონკურენციის ელემენტი.

შიდასახეობრივი ბრძოლა მიმდინარეობს სასტიკი კონკურენციის პირობებში, ვინაიდან ერთი და იგივე სახეობის ინდივიდები ითხოვენ არსებობის ერთნაირ პირობებს. პირველ რიგში არის თავად ორგანიზმის როლი და მისი ინდივიდუალური მახასიათებლები. აღინიშნება მისი დაცვის საშუალებების მნიშვნელობა, მისი საქმიანობა, გამრავლების სურვილი.

სახეობის დონეზე არსებობისთვის ბრძოლა აშკარად აქტიურია და მისი ინტენსივობა იზრდება მოსახლეობის სიმჭიდროვის მატებასთან ერთად.

ორგანიზმები ერთმანეთს ეჯიბრებიან საკვებისთვის, მდედრისთვის, სანადირო ზონისთვის, ასევე კლიმატის მავნე ზემოქმედებისგან დაცვის საშუალებებში, შთამომავლობის დაცვაში.

კვების პირობების გაუარესება, მოსახლეობის მაღალი სიმჭიდროვე და ა.შ. ყველაზე კონკურენტუნარიანებს გადარჩენის საშუალებას აძლევს. შიდასახეობრივი ბრძოლის მაგალითია გარეული ირმების ნახირში არსებული მდგომარეობა. ინდივიდთა რაოდენობის ზრდა იწვევს მოსახლეობის სიმჭიდროვის ზრდას. პოპულაციაში მამაკაცების რაოდენობა იზრდება. მოსახლეობის სიმჭიდროვის ზრდა იწვევს საკვების ნაკლებობას, ეპიდემიების გაჩენას, მამაკაცების ბრძოლას ქალისთვის და ა.შ. ეს ყველაფერი იწვევს ინდივიდების სიკვდილს და მოსახლეობის შემცირებას. უფრო ძლიერი გადარჩება.

ამრიგად, შიდასახეობრივი ბრძოლა ხელს უწყობს სახეობების გაუმჯობესებას, გარემოსთან ადაპტაციის გაჩენას, ამ ბრძოლის გამომწვევ ფაქტორებს.

ხშირად სახეობათაშორისი ბრძოლა ერთი მიმართულებით მიდის. კლასიკური მაგალითია კურდღლებისა და მგლების ურთიერთობა. ორი კურდღელი გაურბის მგელს. ერთ მომენტში ისინი იფანტებიან და მგელი არაფერი რჩება. სახეობათაშორისი ბრძოლა ხელს უწყობს პოპულაციების რეგულირებას, დაავადებული ან სუსტი ორგანიზმების განადგურებას.

არაორგანული გარემოს ფაქტორებთან ბრძოლა აიძულებს მცენარეებს მოერგოს არსებობის ახალ პირობებს, უბიძგებს გაზარდონ ნაყოფიერება. მეორეს მხრივ, განისაზღვრება სახეობის ან პოპულაციის შეზღუდული ჰაბიტატის გარკვეულ პირობებში. პრერიაში და დაბლობზე მზარდი ბლუგრასის ინდივიდებს აქვთ თავდაყირა ღერო, ხოლო მთიან პირობებში მზარდი ღეროები. არსებობისთვის ბრძოლის შედეგად გადარჩნენ ინდივიდები, რომლებშიც განვითარების ადრეულ ეტაპებზე ღერო მიწებებულია მიწაზე, ანუ ებრძვის ღამის ყინვებს; ძლიერად დაწეული მცენარეები ასევე ყველაზე სიცოცხლისუნარიანია მთიან პირობებში. .

არსებობისთვის ბრძოლის დოქტრინა ადასტურებს, რომ ეს ფაქტორი ევოლუციის მამოძრავებელი ძალაა. ეს არის ბრძოლა, რასაც თქვენ უწოდებთ, კონკურენცია, კონკურენცია. აიძულებს ორგანიზმებს შეიძინონ ახალი თვისებები, რაც მათ გამარჯვების საშუალებას აძლევს.

არსებობისთვის ბრძოლის ფაქტორს ითვალისწინებს ადამიანის პრაქტიკული მოღვაწეობაც. ერთი და იმავე სახეობის მცენარეების დარგვისას აუცილებელია ცალკეულ პირებს შორის გარკვეული მანძილის დაცვა. თევზის ღირებული სახეობებით რეზერვუარების დაგროვებისას მისგან ამოღებულია მტაცებლები და დაბალი ღირებულების სახეობები. მგლების დაბომბვის ლიცენზიების გაცემისას მხედველობაში მიიღება პირთა რაოდენობა და ა.შ.

Ბუნებრივი გადარჩევა.

„ბუნებრივი გადარჩევა ხდება არა ყველაზე ადაპტირებულის შერჩევით, არამედ იმ ფორმების განადგურებით, რომლებიც ყველაზე მეტად ადაპტირებულია საცხოვრებელი გარემოს პირობებთან“, ამბობს ჩარლზ დარვინი „სახეობათა წარმოშობაში“. ბუნებრივი გადარჩევა ეფუძნება შემდეგ დაშვებებს: ა) რომელიმე სახეობის ინდივიდები, ცვალებადობის შედეგად, ბიოლოგიურად არ არიან თანაბარი გარემო პირობებთან; ზოგიერთი მათგანი უფრო მეტად შეესაბამება გარემო პირობებს, სხვები ნაკლებად; ბ) ნებისმიერი სახეობის ინდივიდები ებრძვიან მათთვის არახელსაყრელ გარემო ფაქტორებს და ეჯიბრებიან ერთმანეთს. ამ ბრძოლისა და შეჯიბრის პროცესში „როგორც წესი – არადამაკმაყოფილებლის განადგურების გზით“ – გადარჩება ყველაზე ადაპტირებული ფორმები. საუკეთესოს გამოცდილება დაკავშირებულია დივერგენციის პროცესებთან, რომლის დროსაც ბუნებრივი გადარჩევის უწყვეტი გავლენის ქვეშ ყალიბდება ახალი შიდასახეობრივი ფორმები. ეს უკანასკნელი სულ უფრო იზოლირებულია და ემსახურება ახალი სახეობების ფორმირებისა და მათი პროგრესული განვითარების წყაროს. ბუნებრივი გადარჩევა - ქმნის ცხოვრების ახალ ფორმებს, ქმნის ცოცხალი ფორმების საოცარ ადაპტირებას, უზრუნველყოფს ორგანიზაციის, ცხოვრების მრავალფეროვნების გაზრდის პროცესს.

შერჩევა იწყება იმ დონეზე, სადაც კონკურენცია ინდივიდებს შორის ყველაზე მაღალია. მოდით მივმართოთ კლასიკურ მაგალითს, რომელზეც თავად ჩარლზ დარვინი წერდა. არყის ტყეში ჭარბობს ღია ფერის პეპლები. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ ღია ფერის პეპლებმა შეცვალეს პეპლები მუქი და ჭრელი ფერებით. ეს პროცესი იყო ბუნებრივი გადარჩევის გავლენის ქვეშ საუკეთესო დამცავი ფერის მისაღებად. როდესაც არყს მოცემულ ტერიტორიაზე მუქი ქერქის ფერის კლდეები ცვლის, ღია ფერის პეპლები იწყებენ გაქრობას - მათ ჩიტები ჭამენ. მოსახლეობის ის ნაწილი, რომელსაც მუქი ფერი რჩება უმნიშვნელო რაოდენობით, იწყებს სწრაფად გამრავლებას. არსებობს ინდივიდების შერჩევა, რომლებსაც აქვთ გადარჩენის და ნაყოფიერი შთამომავლობის გაჩენის შანსი. ამ შემთხვევაში საუბარია ჯგუფთაშორის შეჯიბრზე, ანუ შერჩევა ხდება უკვე არსებულ ფორმებს შორის.

ინდივიდები ასევე ექვემდებარებიან ბუნებრივ გადარჩევას. ნებისმიერი უმნიშვნელო გადახრა, რომელიც უპირატესობას ანიჭებს ინდივიდს არსებობისთვის ბრძოლაში, შეიძლება აირჩიონ ბუნებრივი გადარჩევით. ეს არის შერჩევის შემოქმედებითი როლი. ის ყოველთვის მოქმედებს მობილური მასალის ფონზე, რომელიც მუდმივად იცვლება მუტაციისა და კომბინაციის პროცესებში.

ბუნებრივი გადარჩევა ევოლუციის მთავარი მამოძრავებელი ძალაა.

ბუნებრივი გადარჩევის სახეები (ფორმები).

არსებობს ორი ძირითადი არჩევანი: სტაბილიზაცია და მიმართული.

სტაბილიზირებელი სელექცია ხდება იმ შემთხვევებში, როდესაც ფენოტიპური ნიშნები მაქსიმალურად შეესაბამება გარემო პირობებს და კონკურენცია საკმაოდ სუსტია. ასეთი შერჩევა მოქმედებს მთელ პოპულაციაში, ანადგურებს უკიდურესი გადახრების მქონე ინდივიდებს. მაგალითად, არსებობს გარკვეული ოპტიმალური ფრთის სიგრძე გარკვეული ზომის ჭრიჭინასთვის, გარკვეული ცხოვრების წესით მოცემულ გარემოში. სელექციის სტაბილიზაცია მოქმედებს დიფერენციალური გამრავლების გზით, გაანადგურებს იმ ჭრიჭინებს, რომელთა ფრთების სიგრძე ოპტიმალურზე მეტი ან ნაკლებია. სელექციის სტაბილიზაცია ხელს არ უწყობს ევოლუციურ ცვლილებას, მაგრამ ინარჩუნებს პოპულაციის ფენოტიპურ სტაბილურობას თაობიდან თაობაში.

მიმართული (მოძრავი) შერჩევა. შერჩევის ეს ფორმა ხდება გარემო პირობების თანდათანობითი ცვლილების საპასუხოდ. მიმართულების შერჩევა გავლენას ახდენს ფენოტიპების დიაპაზონზე, რომელიც არსებობს მოცემულ პოპულაციაში და ახდენს შერჩევით ზეწოლას, რომელიც ცვლის საშუალო ფენოტიპს ამა თუ იმ მიმართულებით. მას შემდეგ, რაც ახალი ფენოტიპი ახალ გარემო პირობებთან ოპტიმალურ შესაბამისობაში მოდის, სტაბილიზირებელი სელექცია მოქმედებს.

მიმართული შერჩევა იწვევს ევოლუციურ ცვლილებას. აი ერთი მაგალითი.

1940-იან წლებში ანტიბიოტიკების აღმოჩენამ შექმნა ძლიერი შერჩევის ზეწოლა ბაქტერიული შტამების სასარგებლოდ, რომლებიც გენეტიკურად რეზისტენტული იყო ანტიბიოტიკების მიმართ. ბაქტერიები ძალიან ძლიერად მრავლდება, შემთხვევითი მუტაციის შედეგად შეიძლება გამოჩნდეს რეზისტენტული უჯრედი, რომლის შთამომავლები აყვავდებიან სხვა ბაქტერიების კონკურენციის არარსებობის გამო, რომლებიც ანადგურებს ამ ანტიბიოტიკს.

ხელოვნური შერჩევა.

ხელოვნური შერჩევა არის შინაური ცხოველების ან მცენარის ჯიშების ახალი ჯიშების მოშენების მეთოდი.

ადამიანი თავისი ცივილიზაციის უძველესი დროიდან იყენებს ხელოვნურ გადარჩევას მცენარეთა და ცხოველთა მოშენებისას. დარვინმა გამოიყენა ხელოვნური გადარჩევის მონაცემები ბუნებრივი გადარჩევის მექანიზმის ასახსნელად. ხელოვნური შერჩევის ძირითადი ფაქტორებია მემკვიდრეობა, ცვალებადობა, ადამიანის ქმედება, რომელიც ცდილობს მემკვიდრეობითი გადახრები აბსურდულობამდე მიიყვანოს და სელექცია. ცვალებადობა, როგორც ყველა ორგანიზმის ცვლილების თვისება, იძლევა მასალას შერჩევისთვის - გადახრების სხვადასხვა სერიას. ადამიანი, როდესაც შეამჩნია მისთვის საჭირო გადახრები, გადადის შერჩევაზე. ხელოვნური გადარჩევა ეფუძნება ბუნებრივი პოპულაციების ან ინდივიდების იზოლაციას საჭირო გადახრებით და ორგანიზმების შერჩევით გადაკვეთას, რომლებსაც აქვთ ადამიანებისთვის სასურველი მახასიათებლები.

ჩერნეფორდისა და აბერდინ-ანგუსის ჯიშის პირუტყვის შერჩევა ხორცს რაოდენობრივად და ხარისხზე ხდებოდა, ჩერნზეისა და ჯერსის ჯიშების - რძის წარმოებისთვის. შამპშირისა და სუფალანის ჯიშის ცხვარი სწრაფად მწიფდება და კარგ ხორცს აწარმოებს, მაგრამ ისინი ნაკლებად გამძლეა და ნაკლებად აქტიურია საკვების მოპოვებაში, ვიდრე, მაგალითად, შოტლანდიური შავსახიანი ცხვარი. ეს მაგალითები აჩვენებს, რომ შეუძლებელია ერთ ჯიშში მაქსიმალური ეკონომიკური ეფექტისთვის აუცილებელი ყველა მახასიათებლის გაერთიანება.

ხელოვნური გადარჩევით ადამიანი ქმნის მიმართულ შერჩევით მოქმედებას, რაც იწვევს პოპულაციაში ალელებისა და გენოტიპების სიხშირის ცვლილებას. ეს არის ევოლუციური მექანიზმი, რომელიც იწვევს ახალი ჯიშების, ხაზების, ჯიშების, რასებისა და ქვესახეობების გაჩენას. ყველა ამ ჯგუფის გენოფონდები იზოლირებულია, მაგრამ ისინი ინარჩუნებენ ძირითად გენსა და ქრომოსომულ სტრუქტურას, რომელიც დამახასიათებელია იმ სახეობებისთვის, რომლებსაც ისინი ჯერ კიდევ მიეკუთვნებიან. ადამიანის ძალაში არ არის ახალი სახეობის შექმნა ან გადაშენებულის აღდგენა!

დარვინი განასხვავებდა მეთოდურ თუ სისტემატურ შერჩევასა და არაცნობიერ სელექციას ხელოვნური შერჩევის ფარგლებში. მეთოდური შერჩევით, სელექციონერმა საკუთარ თავს ძალიან განსაზღვრული მიზანი დაუსახა, გამოეყვანა ახალი ჯიშები, რომლებიც აღემატება ყველაფერს, რაც ამ მიმართულებით შეიქმნა. არაცნობიერი სელექცია მიზნად ისახავს უკვე არსებული თვისებების შენარჩუნებას.

თანამედროვე მეცხოველეობაში არსებობს ხელოვნური შერჩევის ორი ფორმა: შეჯვარება და გამრავლება. შეჯვარება ეფუძნება მჭიდროდ დაკავშირებული ინდივიდების შერჩევით შეჯვარებას განსაკუთრებით სასურველი თვისებების შესანარჩუნებლად და გავრცელების მიზნით. გამრავლება არის გენეტიკურად განსხვავებული პოპულაციების ინდივიდების შეჯვარება. ასეთი ჯვრების შთამომავლები, როგორც წესი, აღემატება მათ მშობლებს.

მოწყობილობების გაჩენა. ფიტნესის შედარებითი ბუნება.

ბუნებრივი გადარჩევის შედეგია ისეთი ნიშნების გაჩენა, რომლებიც ორგანიზმებს არსებობის პირობებთან შეგუების საშუალებას აძლევს. სწორედ აქედან გაჩნდა ევოლუციის ადაპტაციური ბუნების იდეა. ადაპტაციების (ადაპტაციების) გაჩენის შესწავლის საფუძველზე წარმოიშვა ბიოლოგიაში მთელი მიმართულება - ადაპტაციის დოქტრინა. ადაპტაციური ნიშნები ან ადაპტაციები იყოფა ფიზიოლოგიურ და მორფოლოგიურად.

ფიზიოლოგიური ადაპტაციები. მცირე ფიზიოლოგიური მუტაციების ორგანიზმის სიცოცხლისუნარიანობის სიმრავლე და დიდი მნიშვნელობა ხელს უწყობს იმ ფაქტს, რომ დიფერენციაცია იწყება პოპულაციებში. ეს გასაგებია, თუ მუტაციები თავისი ბუნებით არის ბიოლოგიური ცვლილებები, რომლებიც, პირველ რიგში, იწვევს უჯრედშიდა მეტაბოლიზმის პროცესებში ცვლილებებს და მხოლოდ ამ გზით მორფოლოგიურ გარდაქმნებს. მაგალითებია ორგანიზმის ისეთი თვისებები, როგორიცაა გამძლეობა ცნობილი ტემპერატურის მიმართ, საკვები ნივთიერებების დაგროვების უნარი, ზოგადი აქტივობა და ა.შ. ისინი ადვილად ცვლიან ორივე მიმართულებით და ორივე შემთხვევაში შეიძლება იყოს ხელსაყრელი. წითელი სამყურის თესლის აღმოცენების შესწავლამ სხვადასხვა ტემპერატურაზე აჩვენა, რომ ყველაზე მაღალი % გაღივება ვლინდება + 12C ტემპერატურაზე, მაგრამ ზოგიერთი თესლი აღმოცენდება მხოლოდ + 4-10C დიაპაზონში. ეს ხელს უწყობს სახეობების გადარჩენას გაზაფხულის დაბალ ტემპერატურაზე.

ცხოველთა პიგმენტაცია მის განვითარებაში და ცვალებადობაში უახლოვდება ფიზიოლოგიურ მახასიათებლებს. უფრო მაღალი ან დაბალი ფერის ინტენსივობა შეიძლება ჰქონდეს დამცავი მნიშვნელობები შესაბამისი ზოგადი ფონის და განათების პირობებში. ეს უკვე მორფოლოგიური ადაპტაციაა.

ჰარისონის ცნობილმა კვლევებმა აჩვენა პეპლების ორი პოპულაციის შეფერილობაში განსხვავებების წარმოქმნის მექანიზმი, რომლებიც წარმოიქმნება ერთი უწყვეტი პოპულაციისგან, როდესაც ტყე იყოფა ფართო გაწმენდით. ტყის იმ ნაწილში, სადაც ფიჭვი შეიცვალა არყით, ბუნებრივმა გადარჩევამ (ჩიტების მიერ უფრო მუქი ნიმუშების ჭამა) გამოიწვია პეპლების პოპულაციის მნიშვნელოვანი გაღიავება.

C. Darwin-მაც კი გაამახვილა ყურადღება იმ ფაქტზე, რომ კუნძულების მწერები ან კარგი მფრინავები არიან, ან აქვთ შემცირებული ფრთები. ისეთი ფენომენი, როგორიცაა ორგანოების შემცირება, რომლებმაც დაკარგეს მნიშვნელობა, არ არის რთული ახსნა, რადგან მუტაციების უმეტესობა დაკავშირებულია ზუსტად განუვითარებლობის ფენომენთან.

ადაპტაციების ანალიზმა აჩვენა, რომ ისინი ორგანიზმებს გადარჩენის საშუალებას აძლევს მხოლოდ გარკვეულ პირობებში. ამის გაგება ჩვენ მიერ მოყვანილი მაგალითების გაანალიზებითაც კი შეიძლება. როდესაც არყის ხეები იჭრება, მსუბუქი პეპლები ფრინველებისთვის ადვილი მტაცებელი ხდება. იგივე ფრინველები, რომლებიც გამოჩნდნენ კუნძულების ქვეშ, ანადგურებენ შემცირებული ფრთების მქონე მწერებს. ეს ფაქტები უკვე აჩვენებს, რომ ფიტნესი არა აბსოლუტური, არამედ ფარდობითია.

ორგანული სამყაროს ევოლუციის მტკიცებულება.

დარვინიზმი დიდი ხანია საყოველთაოდ მიღებული დოქტრინაა. დედამიწაზე ორგანული სამყაროს ყველა ისტორიული ტრანსფორმაციის ახსნა შესაძლებელია დარვინის ყველაზე დაბალი იდეებიდან.

მე-19 საუკუნის ბოლოს, როდესაც ჩარლზ დარვინის ევოლუციური სწავლებების მომხრეთა რაოდენობა მოწინააღმდეგეებზე ნაკლები იყო, ჩარლზ დარვინის მიმდევრებმა დაიწყეს ორგანული სამყაროს ევოლუციის არსებობის მტკიცებულებების შეგროვება.

ამ მიმართულებით მუშაობა მიმდინარეობდა პალეონტოლოგიის, შედარებითი მორფოლოგიის, შედარებითი ანატომიის, ემბრიოლოგიის, ბიოგეოგრაფიის, ბიოქიმიის და ა.შ.

პალეონტოლოგიური აღმოჩენები, როგორც ევოლუციის მტკიცებულება.

სამეცნიერო ბიოლოგიის არსებობის მანძილზე დაგროვდა გადაშენებული მცენარეებისა და ცხოველების მრავალი პალეონტოლოგიური აღმოჩენა. ეს აღმოჩენები განსაკუთრებით ღირებული გახდა, როდესაც მეცნიერებმა ისწავლეს საბადოების ასაკის დადგენა, რომელშიც ისინი აღმოაჩინეს. შესაძლებელი იყო არა მხოლოდ წიაღისეული ორგანიზმების გარეგნობის აღდგენა, არამედ იმის მითითება, თუ როდის ცხოვრობდნენ ისინი ჩვენს პლანეტაზე. ასე რომ, ნაპოვნი იქნა სათესლე გვიმრების ნაშთები, რომლებიც შუალედურ ფორმას წარმოადგენდნენ გვიმრებსა და თესლ მცენარეებს შორის. აღმოაჩინეს სტეგოცეფალუსი - შუალედური ფორმა თევზებსა და ამფიბიებს შორის. პერმის საბადოებიდან ცნობილია ცხოველის კბილიანი ხვლიკი, რომელიც შუალედური ფორმაა ქვეწარმავლებსა და ძუძუმწოვრებს შორის. კიდევ ბევრი ასეთი მაგალითია.

ევოლუციის შედარებითი მორფოლოგიური და ემბრიოლოგიური მტკიცებულება.

შედარებითი მორფოლოგიური მტკიცებულებები ეფუძნება ცნებებს: ორგანოთა ანალოგია და ჰომოლოგია, რუდიმენტების ცნება და ატავიზმი. ევოლუციის მტკიცების პროცესში განსაკუთრებით ღირებულია ჰომოლოგია, რუდიმენტები და ატავიზმი.

ჰომოლოგიური ორგანოების მაგალითები მოიცავს ხერხემლიანთა წინა კიდურებს; ბაყაყის თათები, ხვლიკები, ფრინველის ფრთები, წყლის ძუძუმწოვრების ფლიპერები, ხალიჩები, ადამიანის ხელები. ყველა მათგანს აქვს ერთიანი სტრუქტურული გეგმა და წარმოადგენს ევოლუციურ-მორფოლოგიურ გვარს. ევოლუციის ასეთი მკაფიო მტკიცებულება მოიცავს ადამიანურ რასაში „კუდიანი ადამიანების“ და ადამიანების არსებობას, რომელთა თმის ხაზი მოიცავს სხეულის მთელ ზედაპირს.

ევოლუციის ერთ-ერთ მთავარ მტკიცებულებად ითვლება ინფორმაცია ორგანიზმების ემბრიონული განვითარების შესახებ, რამაც ხელი შეუწყო ბიოლოგიაში ახალი მიმართულების - ევოლუციური ბიოლოგიის გაჩენას. ევოლუციის სასარგებლოდ მეტყველებს ის ფაქტი, რომ ემბრიონულ განვითარებაში ყველა მრავალუჯრედიან ცხოველს აქვს ჩანასახები, საიდანაც სხვადასხვა ორგანოები წარმოიქმნება. ემბრიონი თავის განვითარებაში, როგორც იქნა, "ახსოვს" ის ეტაპები, რომლებიც გაიარეს მისმა წინაპრებმა.

ევოლუციის მტკიცებულებები ეკოლოგიიდან და გეოგრაფიიდან.

ევოლუციის ბიოქიმიური მტკიცებულება.

ევოლუციის თვალსაჩინო დასტურია ერთი მემკვიდრეობითი მასალის - დნმ-ის არსებობა და ორგანიზმების სხვადასხვა ჯგუფის უნარი, „ჩართონ“ გენომის სხვადასხვა ნაწილი სიცოცხლის პროცესში!

ევოლუციური პროცესის ძირითადი მიმართულებები.

ევოლუციის პროცესი მუდმივად მიმდინარეობს ორგანიზმების გარემოსთან ადაპტაციის ნიშნით.

ევოლუციური პროცესის ძირითად მიმართულებებად უნდა ჩაითვალოს ბიოლოგიური პროგრესი, ბიოლოგიური სტაბილიზაცია, ბიოლოგიური რეგრესია.

ამ ფენომენების მკაფიო განმარტებები მისცა A.N. Severtsov-მა.

ბიოლოგიური პროგრესი ნიშნავს ორგანიზმის ადაპტაციის ზრდას გარემოსთან, რაც იწვევს მოცემული სახეობის რაოდენობის ზრდას და ფართო გავრცელებას სივრცეში. ბიოლოგიური პროგრესის მაგალითია სასუნთქი სისტემის ევოლუცია ნაღვლის სუნთქვადან ფილტვის სუნთქვამდე. სწორედ ამ პროცესმა გამოიწვია ცხოველების მიერ მიწის და საჰაერო სივრცის დაპყრობა.

A.N.Severtsov-ის თქმით, ბიოლოგიური სტაბილიზაცია ნიშნავს სხეულის ფიტნეს შენარჩუნებას გარკვეულ დონეზე. სხეული იცვლება გარემოს ცვლილებების მიხედვით. მისი რიცხვი არ იზრდება, მაგრამ არც მცირდება.

მცენარეებში, საშუალო წლიური ტემპერატურის კლებასთან ერთად, იზრდება ეპიდერმისის დაფარვის თმების რაოდენობა. ეს ფენომენი საშუალებას აძლევს ყველა ინდივიდს გადარჩეს, მაგრამ სხვა სახეობებს შორის უპირატესობა არ არსებობს, რადგან ისინი ავლენენ ერთსა და იმავე რეაქციას.

ბიოლოგიურ პროგრესს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს ევოლუციაში, ამიტომ ბიოლოგიაში დიდი ყურადღება ეთმობა ბიოლოგიური პროგრესის შესწავლას.

ბიოლოგიური პროგრესის ძირითად მიმართულებად ითვლება არომორფოზები და იდეოადაპტაცია, ბიოლოგიური პროგრესის სხვა მიმართულებებთან ერთად შეიძლება დავასახელოთ ზოგადი გადაგვარებაც.

არომორფოზები არის ადაპტური ცვლილებები, რომელშიც ხდება ცხოვრების პირობების გაფართოება, რომელიც დაკავშირებულია ორგანიზაციის გართულებასთან და სასიცოცხლო აქტივობის ზრდასთან. არომორფოზის კლასიკურ მაგალითად უნდა ჩაითვალოს ფილტვების გაუმჯობესება ფრინველებში და ძუძუმწოვრებში, არტერიული და ვენური სისხლის სრული გამოყოფა ფრინველებისა და ძუძუმწოვრების გულში, ფუნქციების გამიჯვნა უმაღლესი მცენარეების პლასტიდებში.

იდეოლოგიური ადაპტაციები არის ევოლუციის მიმართულებები, რომლებშიც ზოგიერთი ადაპტაცია იცვლება სხვებით, რომლებიც მათ ბიოლოგიურად ექვივალენტურია. იდეოლოგიური ადაპტაციები, არომორფოზებისგან განსხვავებით, კერძო ხასიათს ატარებს. იდეოლოგიური ადაპტაციის მაგალითია მწერების პირის ღრუს აპარატის ევოლუცია, რომელიც ჩამოყალიბდა გარემოსა და კოევოლუციის შესაფერისად.

ზოგადი დეგენერაცია - ადაპტური ცვლილებები ზრდასრულ შთამომავლობაში, რომლის დროსაც მცირდება სასიცოცხლო აქტივობის მთლიანი ენერგია. ეს ეხება ბიოლოგიური პროგრესის მიმართულებებს, რადგან გადაგვარების დროს წარმოქმნილი ზოგიერთი ორგანოს შემცირებას თან ახლავს სხვა ორგანოების კომპენსატორული განვითარება. ამრიგად, გამოქვაბულში და მიწისქვეშა ცხოველებში მხედველობის ორგანოების დაქვეითებას თან ახლავს გრძნობის სხვა ორგანოების კომპენსატორული განვითარება.

ადამიანის წარმოშობა.

ანთროპოლოგიაში არსებობს რამდენიმე თვალსაზრისი იმის შესახებ, თუ როდის გახდა ადამიანის ფილიალი იზოლირებული. ერთი ჰიპოთეზის თანახმად, დაახლოებით 10 მილიონი წლის წინ მაიმუნი-კაცები სამ სახეობად იყოფოდა. ერთი სახეობა - პრაგორილები - წავიდა მთის ტყეებში, სადაც ისინი კმაყოფილი იყვნენ ვეგეტარიანული საკვებით. სხვა სახეობამ - პროშიმპანზეებმა - აირჩია ჯგუფური ცხოვრების წესი. მისთვის მთავარი საკვები იყო მცირე ჯიშის მაიმუნები. მესამე სახეობა - ადამიანამდელი - სავანის მდიდარ ცხოვრებაში ნადირობას ამჯობინებდა. ეს იყო ის ფილიალი, რომელმაც თანამედროვე ადამიანამდე მიიყვანა.

ბერკლის კალიფორნიის უნივერსიტეტის ანთროპოლოგის, ტიმ ვიტონის მიერ წამოყენებული თანამედროვე ჰიპოთეზის მიხედვით, მხოლოდ ხუთი მილიონი წლის წინ, პროტო-ადამიანისა და მაიმუნის ტოტები გაიყო. Timan White თვლის, რომ Australopithecus ramidus, რომელიც იმ დროს გამოჩნდა, გარემოებიდან გამომდინარე, მოძრაობდა ოთხ ან ორ კიდურზე. და ალბათ ასობით ათასი წელი გავიდა მანამ, სანამ შერეული მოძრაობა ბიპედალიზმმა შეცვალა.

დაახლოებით სამი მილიონი წლის წინ, ადამიანის ტოტმა განვითარების ორი ხაზი მისცა. ერთმა მათგანმა წარმოშვა თავდაყირა ავსტრალოპითეკის სახეობების მთელი გალაქტიკა, მეორემ გამოიწვია ახალი გვარის გაჩენა, სახელად ჰომო.

ზოგადი ბიოლოგია.

შემწეობა უნივერსიტეტებში შესვლისთვის.

შემდგენელი: გალკინი M.A.

სახელმძღვანელოში წარმოდგენილია მასალა ზოგადი ბიოლოგიის კურსის შესახებ, დაწყებული დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის თეორიიდან ბიოსფეროს დოქტრინამდე.

სახელმძღვანელო განკუთვნილია აპლიკანტებისთვის, საშუალო სკოლის სტუდენტებისთვის, მოსამზადებელი კურსებისა და განყოფილებების სტუდენტებისთვის.

Წინასიტყვაობა.

სახელმძღვანელო შედგენილია პროგრამის შესაბამისად რუსეთის ფედერაციის უნივერსიტეტების აბიტურიენტებისთვის, სადაც ბიოლოგია არის ზოგადი საგანი.

წინამდებარე სახელმძღვანელოს მიზანია დაეხმაროს განმცხადებელს მისაღები გამოცდებისთვის მომზადებაში. ამით განსხვავდება სასკოლო სახელმძღვანელოსგან „ზოგადი ბიოლოგია“, რომელიც შემეცნებითი ხასიათისაა.

სახელმძღვანელოს შედგენისას, უპირველეს ყოვლისა, გათვალისწინებული იყო მისაღები გამოცდების მოთხოვნები. ეს ეხება როგორც სახელმძღვანელოში მოცემული მასალის შინაარსს, ასევე მოცულობას.

შემწეობა განკუთვნილია აპლიკანტებისთვის, რომლებმაც დაასრულეს საშუალო განათლება ან ზოგად ბიოლოგიას სწავლობენ მოსამზადებელ განყოფილებებში.

სახელმძღვანელო არ შეიცავს ზოგიერთ ნაწილს, რომელიც ტრადიციულად განიხილება კურსში „ზოგადი ბიოლოგია“. ეს არის "უჯრედის სტრუქტურა", "უჯრედის დაყოფა", "ფოტოსინთეზი".

ამ სექციების მასალა დეტალურად არის აღწერილი გალკინის მ.ა.

ყველა კომენტარი და წინადადება სახელმძღვანელოს ფორმასა და შინაარსთან დაკავშირებით მიღებული იქნება მადლიერებით.

სახელმძღვანელო შემდგენელი.

მეცნიერება კანონების შესახებ, რომლებიც საერთოა ყველა ცოცხალი არსებისთვის. იგი სწავლობს ცხოვრების ზოგად კანონებს და იმ თვისებებს, რომლებიც დამახასიათებელია ყველა ტიპის ცოცხალი არსებისთვის, მიუხედავად მათი სისტემატური პოზიციისა. რა განსხვავებაა ცოცხალ და არაცოცხალ არსებებს შორის, რა არის ცხოვრების ფენომენის ძირითადი და საერთო ნიმუშები ყველა ორგანიზმისთვის - ამ კითხვებზე პასუხი ზოგადი ბიოლოგიის ამოცანაა.

მატერიისა და ენერგიის გაცვლა ორგანიზმსა და გარემოს შორის, გამრავლების უნარი, მემკვიდრეობა და ცვალებადობა ყველა ორგანიზმის განუყოფელი თვისებაა. ეს თვისებები არის ევოლუციის საფუძველი - ცოცხალი ბუნების შეუქცევადი ისტორიული განვითარება, რომელსაც თან ახლავს ორგანიზმების ადაპტაცია არსებობის პირობებთან, სახეობათა ფორმირება და გადაშენება, ბიოგეოცენოზის და მთლიანად ბიოსფეროს ტრანსფორმაცია. ევოლუციის შედეგად წარმოიშვა ცოცხალი არსებების მრავალფეროვანი სამყარო.

არსებობს სიცოცხლის ორგანიზების რამდენიმე სტრუქტურული და ფუნქციური დონე (ცოცხალი მატერია). ქვედა, ყველაზე უძველესი, სუბორგანიზმია. ეს არის მოლეკულური სტრუქტურების დონე, სადაც გადის ზღვარი ცოცხალ და არაცოცხალს შორის. შემდეგი დონე არის ფიჭური. უჯრედი, მისი სტრუქტურები და ძირითადი ბიოქიმიური პროცესები ყველა ორგანიზმში მსგავსია. მას მოსდევს მთელი ორგანიზმის დონე. ყველა ორგანიზმის განუყოფელი თვისებაა გამრავლების უნარი, მემკვიდრეობა და ცვალებადობა. ცხოვრების ორგანიზაციის უფრო რთული დონეა პოპულაციის სახეობების დონე. უმაღლესი დონეა ეკოსისტემა, ბიოსფერო-ბიოგეოცენოტიკური, სადაც ცხოველთა და მცენარეთა პოპულაციების თემები ჰაბიტატთან ერთად ქმნიან ფუნქციურ და სტრუქტურულ ერთობას. ეკოსისტემების მთლიანობა (ბიოგეოცენოზი, ბიოსფერო) განისაზღვრება მის კომპონენტებს შორის მატერიისა და ენერგიის გაცვლით.

ზოგადი ბიოლოგია სწავლობს ცხოვრების ორგანიზაციის ყველა დონისთვის დამახასიათებელ კანონებს. ამ დისციპლინის მნიშვნელობა განსაკუთრებით დიდია როგორც მატერიალისტური მსოფლმხედველობის ჩამოყალიბებაში, ასევე ადამიანთა საქმიანობის რიგ სასიცოცხლო სფეროებში. ის სულ უფრო მზარდ პრაქტიკულ მნიშვნელობას იძენს სოფლის მეურნეობის, სატყეო მეურნეობისა და მეთევზეობის მრეწველობის, ბიოტექნოლოგიის, მედიცინის, ბუნებრივი რესურსების რაციონალური გამოყენებისა და ბუნების დაცვისთვის.

ბიოლოგია ემსახურება სოფლის მეურნეობის წარმოების თეორიულ საფუძველს. მისი მრავალი განყოფილება პირდაპირ კავშირშია მოსავლის წარმოებასთან და მეცხოველეობასთან. მსოფლიოს მუდმივად მზარდი მოსახლეობის საკვებით უზრუნველყოფა შეუძლებელია სასოფლო-სამეურნეო კულტურების ახალი მაღალმოსავლიანი ჯიშებისა და შინაური ცხოველების პროდუქტიული ჯიშების შექმნის გარეშე. ამის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ მემკვიდრეობისა და ცვალებადობის კანონების ცოდნით. მოლეკულურ ბიოლოგიაში აღმოჩენების წყალობით ვითარდება ბიოტექნოლოგია - ფერმენტების, ჰორმონების, საკვების ცილების, ამინომჟავების წარმოება მიკროორგანიზმების დახმარებით. მიწის ნაყოფიერების გაზრდა, მდგრადი პროგრამირებული კულტურების მისაღებად პირობების შექმნა - ეს ეკოლოგიური ამოცანები აგრონომ-ბიოლოგებმა უნდა გადაწყვიტონ.

ბიოლოგია სწავლობს მატერიის მოძრაობის ბიოლოგიურ ფორმას, ანუ მასზე მცხოვრები ორგანიზმების მთლიანობას, მათ შორის ადამიანებს. დედამიწაზე სიცოცხლის წარმომადგენელთა უზარმაზარი მრავალფეროვნების გამო, ბიოლოგია არის სხვადასხვა ბიოლოგიური მეცნიერებების კომპლექსი და მოიცავს ბოტანიკას, მიკოლოგიას (სოკოების მეცნიერებას), ზოოლოგიას, მეცნიერებათა კომპლექსს ადამიანის შესახებ, როგორც ბიოლოგიურ ობიექტზე, ზოგად ბიოლოგიას და სხვა. მეცნიერებები. ქვემოთ მოცემულია ზოგადი იდეები ბიოლოგიისა და მისი კომპონენტების შესახებ.

ბიოლოგია არის მეცნიერებათა კომპლექსი, რომელიც შეისწავლის ყველა ცოცხალ მატერიას და მის წარმოქმნილ ორგანიზმებს.

რა მეცნიერებებს მოიცავს ბიოლოგია:

ბოტანიკა არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს მცენარეების ბიოლოგიურ მახასიათებლებს. დედამიწაზე არსებული ყველა მცენარის მთლიანობას დედამიწის ფლორა ეწოდება. ტრადიციულად, მცენარეებთან ერთად ბოტანიკის კურსში სწავლობენ სოკოებს, ვირუსებს, რომლებიც მკაცრი გაგებით არ მიეკუთვნებიან მცენარეებს, არამედ განეკუთვნებიან ორგანიზმების სხვა სამეფოებს. ასე რომ, სოკოები ქმნიან სოკოების განსაკუთრებულ სამეფოს, ხოლო სოკოების მეცნიერებას მიკოლოგია ეწოდება.

ზოოლოგია არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს ცხოველთა სამეფოს.

დედამიწაზე მცხოვრები ყველა ცხოველის მთლიანობას დედამიწის ფაუნა ეწოდება. ჩვეულებრივად არის საუბარი კონკრეტული ტერიტორიის, კონკრეტული რეგიონის ფაუნაზე და ა.შ.

პიროვნების ბიოლოგიურ მახასიათებლებს სწავლობს მეცნიერებათა მთელი კომპლექსი: ანატომია, ადამიანის ჰიგიენა (მიუხედავად იმისა, რომ ადამიანი ცხოველთა სამეფოს სტრუქტურული ერთეულია, ის ეკუთვნის პრიმატების წესრიგს, დიდი მაიმუნების ოჯახს, კაცის გვარი, გონივრული ადამიანის გონება).

ზოგადი ბიოლოგია არის ბიოლოგიის სპეციალური განყოფილება, რომელიც სწავლობს მატერიის არსებობის ბიოლოგიური ფორმის ყველაზე ზოგად ნიმუშებს.

ბიოლოგიის განვითარების ამჟამინდელ ეტაპზე ზოგადი ბიოლოგია არის მეცნიერებათა კომპლექსი, რომელიც შედგება ცალკეული, საკმაოდ დამოუკიდებელი, მაგრამ მჭიდროდ ურთიერთდაკავშირებული მეცნიერებებისაგან: მოლეკულური ბიოლოგია, ციტოლოგია, განვითარებისა და რეპროდუქციის თეორია, გენეტიკა, შერჩევა, ევოლუციური თეორია, ეკოლოგია. ზოგადი ბიოლოგიის საგანში ეს მეცნიერებები წარმოდგენილია სექციების სახით, რომლებიც ზოგადი ბიოლოგიის კურსში ეკოლოგიისა და გარემოს დაცვის საფუძვლებით არის შემდეგი:

1. ციტოლოგია - განყოფილება, რომელიც შეისწავლის უჯრედს, მის ქიმიურ შემადგენლობას, უჯრედში მიმდინარე ბიოქიმიურ პროცესებს, ცალკეული უჯრედის ორგანელების სტრუქტურასა და ფუნქციებს.

2. ინდივიდუალური განვითარების დოქტრინა - ონტოგენეზი - განყოფილება, რომელიც მოიცავს ორგანიზმების გამრავლებისა და განვითარების დოქტრინას (მჭიდროდ დაკავშირებულია ციტოლოგიასთან).

3. გენეტიკა შერჩევის საფუძვლებით - განყოფილება, რომელიც ითვალისწინებს მემკვიდრეობის ნიმუშებს, ცვალებადობას, მათ მატერიალურ მატარებლებს (გენეტიკას), ცხოველთა ახალი ჯიშების, მცენარის ჯიშებისა და მიკროორგანიზმების შტამების მოშენების პრინციპებსა და მეთოდებს (გამრავლება); შერჩევის თეორიული საფუძველი არის გენეტიკა.

4. ევოლუციური დოქტრინა (თეორია) - განყოფილება, რომელიც შეისწავლის ფილოგენიას (სახეობათა ისტორიული განვითარება); ამ დოქტრინის განუყოფელი ნაწილია დარვინიზმი; ამ დოქტრინის (თეორიის) საფუძველია გენეტიკა, სელექცია და სხვა ბიოლოგიური მეცნიერებები.

5. ეკოლოგია გარემოს დაცვის საფუძვლებით - განყოფილება, რომელიც განიხილავს ორგანიზმების ერთმანეთთან ურთიერთობას, გარემოს, აგრეთვე ადამიანის ზემოქმედებას ბუნებაზე და ამ ზემოქმედების უარყოფითი შედეგების დაძლევის გზებს.

ზოგადი ბიოლოგია მჭიდროდ არის დაკავშირებული სამედიცინო და სოფლის მეურნეობის მეცნიერებათა კომპლექსთან, რომელიც, ერთი მხრივ, მათი საფუძველია, ხოლო მეორე მხრივ, ეს მეცნიერებები იძლევა მდიდარ ფაქტობრივ მასალას ზოგადი ბიოლოგიური ნიმუშების საილუსტრაციოდ. ზოგადი ბიოლოგიის საკითხების ცოდნა და გააზრება შეუძლებელია მათემატიკის, ქიმიის, ფიზიკის, გეოლოგიის, ასტრონომიის, ფილოსოფიის და ბუნებრივი და ჰუმანიტარული ციკლის სხვა მეცნიერებების ცოდნის გარეშე. ამრიგად, ორგანული ქიმიის საფუძვლების ცოდნის გარეშე, შეუძლებელია არც მოლეკულური ბიოლოგიის, არც ეკოლოგიაში არსებული მეტაბოლიზმის პრობლემების, არც ციტოლოგიის საკითხების გაგება. ეს ყველაფერი აუცილებელს ხდის ზოგადი ბიოლოგიური ხასიათის ცოდნის ღრმად ათვისებას, აგრეთვე სხვა საბუნებისმეტყველო, მათემატიკის და ჰუმანიტარულ მეცნიერებებს.

ზოგადი ბიოლოგიური ცნებებისა და შაბლონების ცოდნას დიდი მნიშვნელობა აქვს თითოეული ადამიანისთვის, რადგან ისინი ეკოლოგიის (როგორც ცოდნის განსაკუთრებული ფილიალის) ძირითადი პრობლემების გააზრების საფუძველია, რომლის დაუფლების გარეშეც თანამედროვე ადამიანი ვერ შეძლებს გადარჩენას. მუდმივად გართულებული ეკოლოგიური მდგომარეობა ჩვენს პლანეტაზე.

ზოგადი ბიოლოგია

უნდა აღინიშნოს, რომ მეცნიერთა აზრით, თანამედროვე მეცნიერებაში, რომლის შედეგები, როგორც წესი, ქვეყნდება ჟურნალებში მაღალი იმპაქტფაქტორით, ისეთი მეცნიერება, როგორიც არის "ზოგადი ბიოლოგია" (ზოგადი ბიოლოგია), ისევე როგორც "ზოგადი ფიზიკა", არ მოქმედებს. არსებობს. თუმცა, სწავლის პირველი კურსის ბაკალავრებისთვის კურსები ისწავლება წამყვან უნივერსიტეტებში, ანუ „ზოგადი ბიოლოგია“ არსებობს მხოლოდ როგორც ბიოლოგიის შესავალი კურსი.

ამბავი

1802 წელს გამოჩნდა ტერმინი ბიოლოგია. G. R. Treviranus განსაზღვრავს ბიოლოგიას, როგორც მეცნიერებას ცხოველებისა და მცენარეების ზოგადი მახასიათებლების შესახებ, ისევე როგორც სპეციალური საგნების სათაურები, რომლებიც შეისწავლეს მისმა წინამორბედებმა, კერძოდ C. Linnaeus-მა.

1832 წელს გამოიცა წიგნი "Allgemeine Biologie der Pflanzen" ("მცენარეთა ზოგადი ბიოლოგია") (Greyfsv., 1832), რომელიც არის კარლ აგარის წიგნის "Lärobok i botanik" თარგმანი.

ჯერ კიდევ 1883 წელს ახალი ზელანდიის უნივერსიტეტში ზოგადი ბიოლოგიის კურსები ისწავლებოდა.

ზოგადი ბიოლოგია, როგორც ცალკე კურსი, დაიწყო სწავლება მე-20 საუკუნის პირველ ნახევარში, რაც დაკავშირებული იყო უჯრედების შესწავლის მიღწევებთან, მიკრობიოლოგიურ კვლევებთან, გენეტიკის აღმოჩენებთან, ერთი სიტყვით, ბიოლოგიის გარდაქმნასთან დამხმარედან. კერძო, აღწერითი მეცნიერება (ზოოლოგია, ბოტანიკა, სისტემატიკა) ექსპერტიზის დამოუკიდებელ და უკიდურესად მოთხოვნად სფეროდ.

1940 წელს აკადემიკოსმა I.I. Shmalgauzen-მა დააარსა ჟურნალი ზოგადი ბიოლოგიის შესახებ.

როგორც ჩანს, პირველი წიგნი (სახელმძღვანელო) ზოგადი ბიოლოგიის რუსულ ენაზე იყო V. V. Makhovko, P. V. Makarov, K. Yu.

როგორც აკადემიური დისციპლინა, 1963 წლიდან საშუალო სკოლაში ისწავლება ზოგადი ბიოლოგია, ხოლო 1966 წელს გამოიცა წიგნი "ზოგადი ბიოლოგია", იუ.ი.პოლიანსკის რედაქციით, რომელიც გამოიყენება სასწავლო დამხმარე საშუალებად.

ძირითადი სექციები

ტრადიციულად, ზოგადი ბიოლოგია მოიცავს: ციტოლოგიას, გენეტიკას, ბიოლოგიურ ქიმიას, მოლეკულურ ბიოლოგიას, ბიოტექნოლოგიას. არა წყაროში], ეკოლოგია, განვითარების ბიოლოგია, ევოლუციური თეორია, ბიოსფეროს დოქტრინა და ადამიანის მოძღვრება (ბიოლოგიური ასპექტი) [არა წყაროში] .

ზოგადი ბიოლოგიის მნიშვნელობა

მონათესავე მეცნიერებები

თეორიული ბიოლოგია

იხილეთ ასევე

• კერძო ბიოლოგია

შენიშვნები

ლიტერატურა

• Jane M. Oppenheimer, Reflections on Fifty Year of Publications on the History General Biology and Special Embryology, ტ. 50, არა. 4 (დეკ., 1975), გვ. 373-387 წწ
• გროდნიცკი დ.ლ., სასკოლო სახელმძღვანელოების შედარებითი ანალიზი ზოგად ბიოლოგიაში, 2003 წ.
• ზოგადი ბიოლოგიის საფუძვლები (Kompendium Der Allgemeinen Biologie, GDR) E. Libbert M.-ის გენერალური რედაქტორობით: Mir, 1982. 436 გვერდი.

ბმულები

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.

ნახეთ, რა არის "ზოგადი ბიოლოგია" სხვა ლექსიკონებში:

ბიოლოგია- ბიოლოგია. სარჩევი: I. ბიოლოგიის ისტორია............... 424 ვიტალიზმი და მაქინიზმი. ემპირიული მეცნიერებების გაჩენა XVI-XVIII საუკუნეებში ევოლუციური თეორიის გაჩენა და განვითარება. ფიზიოლოგიის განვითარება XIX საუკუნეში. ფიჭური დოქტრინის განვითარება. მე-19 საუკუნის შედეგები... დიდი სამედიცინო ენციკლოპედია

- (ბერძნული, bios life-დან და logos სიტყვა). სიცოცხლის მეცნიერება და მისი გამოვლინებები ცხოველებსა და მცენარეებში. რუსულ ენაში შეტანილი უცხო სიტყვების ლექსიკონი. ჩუდინოვი A.N., 1910. BIOLOGY ბერძნული, bios, life, and logos, სიტყვა. სწავლება სიცოცხლის ძალის შესახებ. ... რუსული ენის უცხო სიტყვების ლექსიკონი

ბიოლოგია- ანგარიში. საგანი სკოლაში; ცოცხალი ბუნების შესახებ ცოდნის საფუძვლები. ასახავს თანამედროვეს ბიოლ სტრუქტურისა და სასიცოცხლო აქტივობის შემსწავლელი მეცნიერებების მიღწევები. ყველა დონის სირთულის ობიექტები (უჯრედი, ორგანიზმი, პოპულაცია, ბიოცენოზი, ბიოსფერო). სკოლა კურსი B. მოიცავს სექციებს: ... ... რუსული პედაგოგიური ენციკლოპედია

- (ბიოდან ... და ... ლოგია არის ცოცხალი ბუნების მეცნიერებათა მთლიანობა. შესწავლის საგანია ბ. სიცოცხლის ყველა გამოვლინება: ცოცხალი არსებებისა და მათი ბუნებრივი თემების სტრუქტურა და ფუნქციები, მათი განაწილება, წარმოშობა. და განვითარება, კავშირები ერთმანეთთან და უსულოებთან…… დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

- (სისტემების თეორია) ობიექტების შესწავლის სამეცნიერო და მეთოდოლოგიური კონცეფცია, რომლებიც სისტემებია. ის მჭიდროდ არის დაკავშირებული სისტემურ მიდგომასთან და წარმოადგენს მისი პრინციპებისა და მეთოდების დაზუსტებას. ზოგადი სისტემების თეორიის პირველი ვერსია იყო ... ... ვიკიპედია

I ბიოლოგია (ბერძნული bios life + logos დოქტრინა) არის საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების ერთობლიობა სიცოცხლის, როგორც ბუნების განსაკუთრებული ფენომენის შესახებ. კვლევის საგანია ორგანიზმების აგებულება, ფუნქციონირება, ინდივიდუალური და ისტორიული (ევოლუცია) განვითარება, მათი ურთიერთობები... სამედიცინო ენციკლოპედია

ბიოლოგია- (ბერძნულიდან, bios life და logos სწავლებიდან), ველური ბუნების მეცნიერებათა მთლიანობა. კვლევის საგანია სიცოცხლის ყველა გამოვლინება: ცოცხალი ორგანიზმების აგებულება და ფუნქციები, მათი გავრცელება, წარმოშობა, განვითარება, ურთიერთობა ერთმანეთთან და უსულო ბუნებასთან. Ტერმინი... ... ვეტერინარული ენციკლოპედიური ლექსიკონი

ბიოლოგია- სასკოლო საგანი; ცოცხალი ბუნების შესახებ ცოდნის საფუძვლები. იგი ასახავს მეცნიერებების თანამედროვე მიღწევებს, რომლებიც სწავლობენ სირთულის ყველა დონის ბიოლოგიური ობიექტების სტრუქტურასა და სასიცოცხლო აქტივობას (უჯრედი, ორგანიზმი, პოპულაცია, ბიოცენოზი, ბიოსფერო). სკოლა…… პედაგოგიური ტერმინოლოგიური ლექსიკონი

ბიოლოგია ზოგადი- - ბიოლოგიის ნაწილი, რომელიც სწავლობს და ხსნის ზოგადს, ჭეშმარიტს დედამიწაზე არსებული ორგანიზმების მთელი მრავალფეროვნებისთვის... ფერმის ცხოველების ფიზიოლოგიის ტერმინების ლექსიკონი

ამ ტერმინს სხვა მნიშვნელობები აქვს, იხილეთ ვარიაცია. ვარიაცია არის ტერმინი, რომელიც მიუთითებს პოპულაციის თვისებების მრავალფეროვნებაზე. მოსახლეობის ერთ-ერთი რაოდენობრივი მახასიათებელი. ასექსუალური და ჰერმაფროდიტური პოპულაციის აღსაწერად, გარდა დისპერსიებისა ... ... ვიკიპედიაში

წიგნები

• ზოგადი ბიოლოგია, V. M. Konstantinov, A. G. Rezanov, E. O. Fadeeva, სახელმძღვანელო ეძღვნება თანამედროვე ბიოლოგიის ზოგად საკითხებს. იგი გვაწვდის ძირითად ინფორმაციას ცოცხალი მატერიის სტრუქტურისა და მისი ფუნქციონირების ზოგადი კანონების შესახებ. ტრენინგ კურსის თემებია ასახული: ... კატეგორია: