Тема 8. Фундаментальные свойства живой материи и самовоспроизводство жизни

(Краткий конспект)

8.1. Характеристика уровней организации живой материи.

8.2. Принципы биологической эволюции.

8.3. Генетика и самовоспроизводство жизни.

8.1. Характеристика уровней организации живой материи

Рассмотрим подробнее особенности биологического уровня организации материи.

Молекулярно-генетический уровень – уровень организации материи, на котором совершается скачок от атомно-молекулярного уровня неживой природы к макромолекулам живого. Носители данного уровня – белки и нуклеиновые кислоты, (также углеводы, липиды).

Белки – природные полипептиды. В состав белка входит 20 аминокислот-мономеров. Характерным свойством этих аминокислот является то, что все они способны поворачивать плоскость поляризации светового луча. Это свойство называется молекулярной хиральностью (от греч. cher – рука). Белки делят на протеины (состоят только из аминокислотных остатков) и протеиды (состоят из аминокислотных остатков и др. функциональных групп). Протеины бывают глобулярными (отношение длины цепи к ширине < 10, растворимы в воде) и фибриллярными (отношение длины цепи к ширине > 10, нерастворимы в воде). Белки образуют четыре структуры в пространстве: первичная, вторичная, третичная, четвертичная. Белки подвергаются денатурации – изменение упорядоченной свернутой структуры на неупорядоченную хаотическую (при повышении температуры, химическое воздействие)

Вещества, находящиеся в ядре клетки, обладают свойствами кислот и называются нуклеиновыми кислотами: РНК – рибонуклеиновая кислота, ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Нуклеиновые кислоты – высокомолекулярные соединения, мономерными звеньями которых являются нуклеотиды. Нуклеотид состоит из трех частей: фосфатная группа, сахарный остаток и основание. ДНК разделены на участки – хромосомы. Мономеры нуклеиновых кислот несут информацию, по которой строятся аминокислоты и белковые молекулы организма. Участок молекулы ДНК, содержащий информацию об одном из набора белков организма, называется геном. Гены расположены в хромосомах. Совокупность хромосом (одинарный набор) представляет геном. Совокупность генов организма, пар хромосом и характер их сцепления называют генотипом. Вся генетическая информация, содержащаяся в геномах особей репродуктивной части популяции называется генофондом. Диплоидный набор хромосом, присущий конкретному биологическому виду, получил название кариотипа. Совокупность всех признаков и свойств организма называют его фенотипом. Существует несколько форм РНК: рибосомные, информационные (матричные), транспортные.

Углеводы подразделяют на моносахариды (содержат от 3 до 6 атомов углерода), олигосахариды (состоят из 2-10 остатков моносахаридов) и полисахариды (с числом остатков > 10).

Липиды – группа соединений, в которую входят жирные кислоты, жиры, масла, воски, стероиды и др.

Клеточный уровень. Клетка – мельчайшая элементарная живая система и первооснова строения, жизнедеятельности и размножения всех живых организмов. Клетки живых организмов сходны по строению и составу веществ (ядро, цитоплазма, клеточная мембрана). Они обладают разнообразием форм, размеров и функций. Безъядерные клетки (прокариоты) предшествовали исторически клеткам с ядром (эукариотам).

Тканевый уровень. Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток и межклеточного вещества, объединенных выполнением общей функции. В организме человека выделяют четыре типа ткани: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная.

Органный уровень. Органы – это структурно-функциональные объединение нескольких типов тканей.

Организменный уровень. Система совместно функционирующих органов образует организм. Этот уровень называют также онтогенетическим. Онтогенез – развитие организма от оплодотворения до смерти. Филогенез – процесс развития биологического вида во времени или органического мира в целом.

Популяционно-видовой уровень образован совокупностью видов и популяций живых систем. Популяция – совокупность организмов одного вида, обладающих единым генофондом и объединенная общим местом обитания. Вид – единица классификации живых существ. В пределах вида может насчитываться до неск. тысяч популяций. На этом уровне реализуется биологический эволюционный процесс.

Биоценотический уровень образован биоценозами – сообществами популяций, связанных друг с другом и окружающей средой обменом веществ. Совокупность сообщества и среды обитания (абиотические факторы) носит название экологической системы или биогеоценоза.

Биосферный уровень. Биосфера – система высшего порядка, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.