TINGKAT ORGANISASI HIDUP
Ada tingkat organisasi makhluk hidup molekuler, seluler, jaringan, organ, organisme, populasi, spesies, biocenotic dan global (biosfer). Pada semua tingkatan ini semua sifat-sifat yang menjadi ciri makhluk hidup terwujud. Masing-masing level ini dicirikan oleh ciri-ciri yang melekat pada level lainnya, tetapi setiap level memiliki ciri spesifiknya sendiri.
Tingkat molekuler. Tingkat ini terletak jauh di dalam organisasi makhluk hidup dan diwakili oleh molekul asam nukleat, protein, karbohidrat, lipid dan steroid yang terdapat di dalam sel dan disebut molekul biologis. Pada tingkat ini, proses kehidupan yang paling penting dimulai dan dilaksanakan (pengkodean dan transmisi informasi herediter, respirasi, metabolisme dan energi, variabilitas, dll.). Kekhasan fisikokimia tingkat ini termasuk dalam komposisi makhluk hidup sejumlah besar unsur kimia, tetapi sebagian besar makhluk hidup diwakili oleh karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen. Molekul terbentuk dari sekelompok atom, dan molekul kompleks terbentuk dari yang terakhir. senyawa kimia, berbeda dalam struktur dan fungsi. Sebagian besar senyawa dalam sel ini diwakili oleh asam nukleat dan protein, yang makromolekulnya merupakan polimer yang disintesis sebagai hasil pembentukan monomer dan penggabungan monomer menjadi dalam urutan tertentu. Selain itu, monomer makromolekul dalam senyawa yang sama memiliki gugus kimia yang sama dan dihubungkan melalui ikatan kimia antar atom, non-spesifiknya.
bagian ical (area). Semua makromolekul bersifat universal, karena mereka dibangun menurut rencana yang sama, apapun spesiesnya. Menjadi universal, mereka juga unik karena strukturnya tidak dapat ditiru. Misalnya, nukleotida DNA mengandung satu basa nitrogen dari empat basa nitrogen yang diketahui (adenin, guanin, sitosin, atau timin), sehingga setiap nukleotida memiliki komposisi yang unik. Struktur sekunder molekul DNA juga unik.
Kekhususan biologis pada tingkat molekuler ditentukan oleh kekhususan fungsional molekul biologis. Misalnya, kekhususan asam nukleat terletak pada kenyataan bahwa asam nukleat menyandikan informasi genetik tentang sintesis protein. Selain itu, proses-proses ini dilakukan sebagai hasil dari langkah-langkah metabolisme yang sama. Misalnya, biosintesis asam nukleat, asam amino, dan protein berlangsung menurut pola yang sama di semua organisme. Oksidasi asam lemak, glikolisis dan reaksi lainnya juga bersifat universal.
Spesifisitas protein ditentukan oleh urutan spesifik asam amino dalam molekulnya. Urutan ini selanjutnya menentukan sifat biologis spesifik protein, karena merupakan elemen struktural utama sel, katalis, dan pengatur reaksi dalam sel. Karbohidrat dan lipid berfungsi sebagai sumber energi terpenting, sedangkan steroid penting untuk pengaturan sejumlah proses metabolisme.
Pada tingkat molekuler, energi diubah - energi radiasi menjadi energi kimia, disimpan dalam karbohidrat dan senyawa kimia lainnya, dan energi kimia karbohidrat dan molekul lain - menjadi energi yang tersedia secara biologis, disimpan dalam bentuk ikatan makroergik ATP. Akhirnya, di sini energi ikatan fosfat berenergi tinggi diubah menjadi kerja - mekanik, listrik, kimia, osmotik. Mekanisme semua proses metabolisme dan energi bersifat universal.
Molekul biologis juga menjamin kesinambungan antara molekul dan tingkat berikutnya (seluler), karena merekalah bahan yang membentuk struktur supramolekul. Tingkat molekuler adalah "arena" reaksi kimia, yang memberikan energi ke tingkat sel.
Tingkat seluler. Tingkat pengorganisasian makhluk hidup ini diwakili oleh sel-sel yang bertindak sebagai organisasi independen.
bergerak (bakteri, protozoa, dll), serta sel organisme multiseluler. Ciri spesifik yang paling penting dari tingkat ini adalah bahwa kehidupan dimulai darinya. Karena mampu hidup, tumbuh, dan bereproduksi, sel adalah bentuk utama pengorganisasian materi hidup, unit dasar tempat semua makhluk hidup (prokariota dan eukariota) dibangun. Tidak ada perbedaan mendasar dalam struktur dan fungsi antara sel tumbuhan dan hewan. Beberapa perbedaan hanya menyangkut struktur membran dan organel individu. Terdapat perbedaan mencolok dalam struktur antara sel prokariotik dan sel eukariotik, namun secara fungsional perbedaan ini dapat disamakan, karena aturan “sel dari sel” berlaku di mana-mana.
Kekhususan tingkat sel ditentukan oleh spesialisasi sel, keberadaan sel sebagai unit khusus organisme multiseluler. Pada tingkat sel, terjadi diferensiasi dan keteraturan proses vital dalam ruang dan waktu, yang terkait dengan penetapan fungsi pada struktur subseluler yang berbeda. Misalnya, sel eukariotik telah mengembangkan sistem membran secara signifikan (membran plasma, retikulum sitoplasma, kompleks pipih) dan organel seluler (inti, kromosom, sentriol, mitokondria, plastida, lisosom, ribosom). Struktur membran adalah “arena” untuk proses kehidupan yang paling penting, dan struktur dua lapis sistem membran secara signifikan meningkatkan luas “arena”. Selain itu, struktur membran memberikan pemisahan spasial dari banyak molekul biologis dalam sel, dan keadaan fisiknya memungkinkan terjadinya pergerakan difus yang konstan dari beberapa molekul protein dan fosfolipid yang dikandungnya. Jadi, membran merupakan suatu sistem yang komponen-komponennya bergerak. Mereka dicirikan oleh berbagai penataan ulang, yang menentukan iritabilitas sel - properti yang paling penting hidup.
Tingkat jaringan. Tingkat ini diwakili oleh jaringan yang menyatukan sel-sel dengan struktur, ukuran, lokasi, dan fungsi tertentu yang serupa. Jaringan muncul selama perkembangan sejarah seiring dengan multiseluleritas. Dalam organisme multiseluler, mereka terbentuk selama entogenesis sebagai konsekuensi dari diferensiasi sel. Pada hewan terdapat beberapa jenis jaringan (epitel, ikat, otot, darah, saraf dan reproduksi). Balapan
Dalam bayangan, jaringan meristematik, pelindung, dasar dan konduktif dibedakan. Pada tingkat ini terjadi spesialisasi sel.
Tingkat organ. Diwakili oleh organ organisme. Pada tumbuhan dan hewan, organ terbentuk karena jumlah yang berbeda kain. Pada protozoa, pencernaan, respirasi, sirkulasi zat, ekskresi, pergerakan dan reproduksi dilakukan oleh berbagai organel. Organisme yang lebih maju memiliki sistem organ. Vertebrata dicirikan oleh sefalisasi, yang terdiri dari pemusatan pusat saraf dan organ sensorik terpenting di kepala.
Tingkat organisme. Tingkat ini diwakili oleh organisme itu sendiri - organisme uniseluler dan multiseluler yang bersifat tumbuhan dan hewan. Fitur khusus tingkat organisme adalah bahwa pada tingkat ini terjadi penguraian dan implementasi informasi genetik, penciptaan ciri-ciri struktural dan fungsional yang melekat pada organisme suatu spesies tertentu.
Tingkat spesies. Tingkat ini ditentukan oleh spesies tumbuhan dan hewan. Saat ini, terdapat sekitar 500 ribu spesies tumbuhan dan sekitar 1,5 juta spesies hewan, yang perwakilannya dicirikan oleh beragam habitat dan menempati relung ekologi yang berbeda. Spesies juga merupakan satuan klasifikasi makhluk hidup.
Tingkat populasi. Tumbuhan dan hewan tidak hidup sendirian; mereka bersatu dalam populasi yang dicirikan oleh kumpulan gen tertentu. Dalam satu spesies yang sama dapat terdapat satu hingga ribuan populasi. Transformasi evolusioner dasar dilakukan dalam populasi, dan bentuk adaptif baru dikembangkan.
Tingkat biocenotik. Ini diwakili oleh biocenosis - komunitas organisme dari spesies yang berbeda. Dalam komunitas seperti itu, organisme jenis yang berbeda sampai tingkat tertentu bergantung satu sama lain. Dalam perjalanan sejarah perkembangan telah muncul biogeocenosis (ekosistem), yaitu sistem yang terdiri dari komunitas organisme yang saling bergantung dan faktor lingkungan abiotik. Ekosistem dicirikan oleh keseimbangan cairan antara organisme dan faktor abiotik. Pada tingkat tersebut terjadi siklus material dan energi yang berkaitan dengan aktivitas kehidupan organisme.
Tingkat global (biosfer). Tingkat ini adalah bentuk tertinggi pengorganisasian makhluk hidup (sistem kehidupan). Itu diwakili oleh biosfer. Pada tingkat ini, semua siklus material dan energi digabungkan menjadi satu sirkulasi biosfer raksasa yang terdiri dari zat dan energi.
Ada kesatuan dialektis antara berbagai tingkat organisasi makhluk hidup. Makhluk hidup diorganisasikan berdasarkan jenisnya organisasi yang sistemik, yang dasarnya adalah hierarki sistem. Peralihan dari satu tingkat ke tingkat lainnya dikaitkan dengan pelestarian mekanisme fungsional yang beroperasi pada tingkat sebelumnya, dan disertai dengan munculnya struktur dan fungsi tipe baru, serta interaksi yang ditandai dengan ciri-ciri baru, yaitu munculnya kualitas baru.
Ini adalah ciri khas kehidupan di planet kita hubungan yang kompleks dan hierarkis antar tingkat organisasi. Seluruh dunia organik dan lingkungan membentuk biosfer, yang pada gilirannya terdiri dari biogeocenosis (ekosistem) - wilayah dengan kondisi alam yang khas dan kompleks tumbuhan dan hewan tertentu (biocenosis). Biocenosis dibentuk oleh populasi – kelompok organisme tumbuhan dan hewan dari spesies yang sama, hidup di wilayah tertentu dan mampu berproduksi. Populasi terdiri dari perwakilan spesies (individu) tertentu yang mampu kawin silang secara bebas dan menghasilkan keturunan yang fertil. Organisme multiseluler terdiri dari organ dan jaringan yang dibentuk oleh sel. Organisme bersel tunggal dan sel dibentuk oleh struktur intraseluler yang terdiri dari molekul.
Berdasarkan hal tersebut, kami membedakannya beberapa tingkat organisasi makhluk hidup.
Setiap tingkat organisasi organisme hidup dicirikan oleh polanya sendiri yang terkait dengan prinsip-prinsip spesifik organisasinya dan ciri-ciri hubungannya dengan tingkat lainnya.
Biologi umum mempelajari pola dasar fenomena kehidupan yang terjadi pada berbagai tingkatan organisasi yang hidup. Pertimbangan organisasi makhluk hidup dimulai dengan penjelasan tentang struktur dan sifat molekul organik kompleks. Sel-sel organisme multiseluler adalah bagian dari jaringan; dua atau lebih jaringan membentuk suatu organ. Organisme multiseluler memiliki struktur kompleks, yang terdiri dari jaringan dan organ, dan sekaligus merupakan unit dasar spesies biologis. Dengan berinteraksi satu sama lain, spesies membentuk suatu komunitas, atau sistem ekologi, yang pada gilirannya merupakan salah satu komponen biosfer.
Setiap tingkat organisasi organisme dipelajari oleh cabang biologi terkait.
Tingkat molekuler
Catatan 1
Setiap sistem kehidupan, betapapun rumitnya organisasinya, ditentukan oleh tingkat fungsi makromolekul biologis - biopolimer: asam nukleat, protein, polisakarida, serta zat organik penting lainnya. Dari tingkat ini, proses kehidupan terpenting dalam tubuh dimulai: metabolisme dan konversi energi, transmisi informasi keturunan, dll.
Biologi molekuler, genetika molekuler, fisiologi, sitokimia, biokimia, biofisika, cabang virologi tertentu, mikrobiologi mempelajari proses fisikokimia yang terjadi dalam organisme hidup (sintesis, dekomposisi dan transformasi timbal balik protein, asam nukleat, polisakarida, lipid dan zat lain dalam tubuh). sel; metabolisme, energi dan informasi yang mengatur proses ini).
Penelitian terhadap sistem kehidupan menunjukkan bahwa mereka terdiri dari senyawa organik dengan berat molekul rendah dan tinggi, yang hampir mustahil dideteksi di alam mati. Biopolimer yang paling khas bagi organisme hidup adalah protein, asam nukleat, polisakarida, lipid (senyawa mirip lemak) dan molekul penyusunnya (asam amino, nukleotida, monosakarida, asam lemak). Juga, pada tingkat ini, sintesis, pemecahan dan transformasi timbal balik senyawa-senyawa ini dalam sel, metabolisme, energi dan informasi, serta pengaturan proses-proses ini dipelajari.
Dari hasil penelitian tersebut, ditemukan bahwa fitur yang paling penting jalur metabolisme utama - aksi katalis biologis - enzim(senyawa yang bersifat protein), yang secara selektif mempengaruhi laju reaksi kimia. Struktur beberapa asam amino, sejumlah protein dan banyak senyawa organik sederhana juga telah dipelajari. Telah ditetapkan bahwa energi kimia, yang dilepaskan selama oksidasi biologis (proses respirasi, glikolisis), disimpan dalam bentuk senyawa kaya energi (terutama asam adenosin fosfat ATP, ADP, dll.), dan kemudian digunakan dalam proses yang memerlukan masukan energi (kontraksi otot, sintesis dan pengangkutan zat). Sebuah kesuksesan besar adalah pembukaannya kode genetik. Ditemukan bahwa faktor keturunan yang dikodekan dalam DNA melalui protein enzim mengendalikan protein struktural dan semua sifat dasar sel dan organisme secara keseluruhan.
Penelitian pada tingkat molekuler memerlukan isolasi dan studi semua jenis molekul yang menyusun sel dan mengungkap hubungannya satu sama lain.
Metode penelitian yang digunakan pada tingkat molekuler:
- elektroforesis (untuk memisahkan makromolekul menggunakan perbedaan muatannya);
- ultrasentrifugasi (untuk memisahkan makromolekul menggunakan perbedaan kepadatan dan ukurannya);
- kromatografi (untuk memisahkan makromolekul menggunakan perbedaan sifat adsorpsinya);
- Analisis difraksi sinar-X (mempelajari susunan spasial relatif atom dalam molekul kompleks);
- radioisotop (studi tentang jalur transformasi zat, laju sintesis dan peluruhannya);
- pemodelan buatan sistem dari elemen seluler yang terisolasi (reproduksi proses yang terjadi di dalam sel - semua proses biokimia di dalam sel tidak terjadi dalam campuran zat yang homogen, tetapi pada struktur seluler tertentu).
Tingkat seluler
Di tingkat sel sitologi, histologi, dan departemennya (kariologi, sito- dan histokimia, sitofisiologi, sitogenetika), banyak bagian fisiologi, mikrobiologi dan virologi mempelajari struktur sel dan komponen seluler internal, serta hubungan dan hubungan antar sel dalam jaringan dan organ tubuh. Tidak ada bentuk kehidupan non-seluler yang hidup bebas.
Sel- unit fungsional dan struktural independen utama dari organisme multiseluler. Ada organisme bersel tunggal (alga, jamur, protozoa, bakteri). Selain itu, sel merupakan unit perkembangan seluruh organisme hidup yang ada di bumi. Sifat-sifat sel ditentukan oleh komponen-komponennya, yang menjalankan berbagai fungsi.
Berkat penelitian di tingkat sel, komponen utama sel, struktur sel dan jaringan, serta perubahannya selama perkembangan telah dipelajari.
Metode penelitian pada tingkat sel:
- mikroskop (mikroskop cahaya memungkinkan Anda melihat objek hingga ukuran 1 mikron);
- reaksi histokimia warna (deteksi berbagai lokalisasi dalam sel zat kimia dan enzim);
- autoradiografi (deteksi tempat sintesis makromolekul dalam sel);
- mikroskop elektron (membedakan struktur hingga makromolekul, meskipun menggambarkan strukturnya seringkali sulit karena kontras gambar yang tidak mencukupi);
- sentrifugasi (studi tentang fungsi komponen intraseluler - mereka diisolasi dari sel yang dihancurkan (dihomogenisasi));
- kultur jaringan (studi tentang sifat sel);
- bedah mikro (pertukaran inti antar sel, fusi (hibridisasi) sel.
Tingkat jaringan
Jaringan adalah kumpulan sel-sel yang serupa strukturnya, disatukan oleh fungsi yang sama. Ratusan sel berbeda membentuk tubuh berbagai organisme multiseluler. Berbagai sel hewan membentuk empat jenis jaringan: saraf, ikat, epitel dan otot. Tumbuhan dibagi menjadi jaringan formatif dan permanen. Jaringan permanen meliputi jaringan integumen, konduktif, mekanik, dan dasar.
Tingkat organ
Definisi 2
Organ- ini adalah bagian tubuh yang sangat berdiferensiasi yang terletak di tempat tertentu dan menjalankan fungsi khusus. Ini struktural - asosiasi fungsional beberapa jenis kain. Mereka terbentuk selama perkembangan sel-sel berbagai jaringan.
Sekelompok organ yang berbeda berfungsi secara kolektif untuk menjalankan fungsi umum bagi tubuh. Seseorang memiliki sistem organ berikut: sistem pencernaan, pernafasan, kardiovaskular, saraf, sekretori, ekskresi, reproduksi, endokrin, otot, rangka dan jaringan integumen. Setiap organ dalam sistem menjalankan fungsi tertentu, namun semuanya bekerja sama sebagai satu “tim” yang menyediakan efisiensi maksimum seluruh sistem. Semua sistem organ berfungsi saling berhubungan dan diatur oleh sistem saraf dan endokrin. Gangguan fungsi organ mana pun menyebabkan patologi seluruh sistem dan bahkan tubuh.
Tingkat organisme
Fisiologi (tumbuhan dan hewan, aktivitas saraf yang lebih tinggi), morfologi eksperimental, endokrinologi, embriologi, imunologi, serta sejumlah cabang biologi lainnya mempelajari proses dan fenomena yang terjadi pada individu, dan fungsi terkoordinasi dari organ dan sistemnya.
Pada tingkat ini untuk berkreasi teori umum Ontogenesis, penelitian yang dilakukan bertujuan untuk mengungkap mekanisme sebab-akibat terbentuknya suatu organisasi biologis, diferensiasi dan integrasinya, serta penerapan informasi genetik dalam entogenesis. Mekanisme kerja organ dan sistemnya, perannya dalam kehidupan tubuh, pengaruh timbal balik organ, pengaturan fungsi saraf dan humoral, perilaku hewan, perubahan adaptif, dll juga dipelajari.
Pada tingkat ini juga dipelajari mekanisme kerja organ dan sistem, perannya dalam kehidupan tubuh, hubungan organ, perilaku organisme, dan perubahan adaptif.
Metode penelitian yang digunakan saat ini:
- elektrofisiologi(terdiri dari penculikan, amplifikasi dan registrasi potensi bioelektrik);
- biokimia(regulasi endokrin sedang dipelajari - isolasi dan pemurnian hormon, sintesis analognya, studi tentang biosintesis dan mekanisme kerja hormon);
- berhubung dgn sibernetika(penelitian GNI hewan dan manusia dengan metode pemodelan);
- eksperimental(produksi refleks terkondisi, menetapkan tujuan).
Tingkat populasi-spesies
Definisi 3
Cabang biologi tertentu (morfologi, fisiologi, genetika, ekologi) mempelajari satuan dasar proses evolusi - populasi- kumpulan individu dari spesies yang sama yang mendiami suatu wilayah tertentu, kurang lebih terisolasi dari kelompok tetangganya.
Studi tentang komposisi dan dinamika populasi terkait erat dengan tingkat molekuler, seluler, dan organisme.
Metode penelitian adalah metode ilmu-ilmu yang mempelajari pertanyaan-pertanyaan yang secara khusus diajukan pada tingkat ini:
- metode genetik - sifat distribusi karakteristik herediter dalam populasi;
- secara morfologi
- fisiologis
- lingkungan.
Suatu populasi dan suatu spesies secara keseluruhan dapat dijadikan sebagai objek kajian dalam berbagai cabang biologi.
Tingkat biogeocenotic, atau biosfer
Definisi 4
Biogeocenology, ekologi, biogeokimia dan cabang biologi lainnya mempelajari proses yang terjadi di biogeocenosis(ekosistem) - unit struktural dan fungsional dasar biosfer.
Pada tingkat ini dilakukan kajian komprehensif yang mencakup hubungan antara komponen biotik dan abiotik yang merupakan bagian dari biogeocenosis; pergerakan materi hidup di biosfer, jalur dan pola sirkulasi energi dipelajari. Pendekatan ini memungkinkan untuk meramalkan konsekuensinya aktivitas ekonomi manusia dan, dalam bentuk program internasional “Manusia dan Biosfer,” untuk mengoordinasikan upaya para ahli biologi dari banyak negara.
Yang sangat penting secara praktis adalah studi tentang produktivitas biologis biogeocenosis (pemanfaatan energi radiasi matahari melalui fotosintesis dan penggunaan energi yang disimpan oleh autotrof oleh organisme heterotrofik).
Catatan 2
Perlunya kajian mendetail tentang tingkat organisasi biosfer makhluk hidup ditentukan oleh fakta bahwa biogeocenosis adalah lingkungan tempat terjadinya proses kehidupan di planet kita.
Tingkat organisasi sistem kehidupan mencerminkan subordinasi dan hierarki struktur organisasi kehidupan; berbeda satu sama lain dalam kompleksitas organisasi sistem (sel lebih sederhana dibandingkan dengan organisme atau populasi multiseluler).
Taraf hidup - ini adalah bentuk dan cara keberadaannya (virus ada dalam bentuk molekul DNA atau RNA yang terbungkus dalam cangkang protein - bentuk keberadaan virus. Namun, virus menunjukkan sifat-sifat sistem kehidupan hanya ketika ia memasuki sel organisme lain, tempat ia berkembang biak - cara keberadaannya).
Tingkat organisasi |
Sistem biologis |
Komponen yang membentuk sistem |
Proses dasar |
|
1. |
Molekul |
Biopolimer individu (DNA, RNA, protein, lipid, karbohidrat, dll.); |
Pada tingkat kehidupan ini dipelajari fenomena yang berkaitan dengan perubahan (mutasi) dan reproduksi materi genetik dan metabolisme. |
|
2. |
Kompleks molekul senyawa kimia dan organel sel |
Sintesis zat organik tertentu; pengaturan reaksi kimia; pembelahan sel; keterlibatan unsur kimia bumi dan energi Matahari dalam biosistem |
|
|
3. |
Sel dan zat antar sel |
Metabolisme; sifat lekas marah |
|
|
4. |
Berbagai jenis kain |
Pencernaan; pertukaran gas; pengangkutan zat; gerakan, dll. |
|
|
5. Organik |
Organisme |
Sistem organ |
Metabolisme; sifat lekas marah; reproduksi; ontogenesis. Regulasi neurohumoral dari proses vital. Memastikan tubuh selaras dengan lingkungannya |
|
6. Populasi-spesies |
Populasi |
Sekelompok individu terkait yang disatukan oleh kumpulan gen tertentu dan interaksi spesifik dengan lingkungan |
Kekhasan genetik; interaksi antara individu dan populasi; akumulasi transformasi evolusioner dasar; pengembangan adaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan |
|
7. |
Biogeocenosis |
Populasi spesies berbeda; faktor lingkungan; ruang dengan kondisi kehidupan yang kompleks |
Siklus biologis zat dan aliran energi yang mendukung kehidupan; keseimbangan cairan antara populasi makhluk hidup dan lingkungan abiotik; menyediakan kondisi kehidupan dan sumber daya bagi populasi yang hidup |
|
8. |
Lingkungan |
Biogeocenosis dan dampak antropogenik |
Interaksi aktif materi hidup dan tak hidup (inert) di planet ini; siklus biologis global; partisipasi aktif biogeokimia manusia dalam semua proses biosfer |
TUGAS TEMATIK
Bagian A
A1. Tingkat di mana proses migrasi biogenik atom dipelajari disebut:
1) biogeosenotik
2) biosfer
3) populasi-spesies
4) genetik molekuler
A2. Pada tingkat populasi-spesies kita mempelajari:
1) mutasi gen
2) hubungan antar organisme dari spesies yang sama
3) sistem organ
4) proses metabolisme dalam tubuh
A3. Mempertahankan keteguhan relatif komposisi kimia tubuh disebut
1) metabolisme
2) asimilasi
3) homeostatis
4) adaptasi
A4. Terjadinya mutasi dikaitkan dengan sifat-sifat organisme seperti
1) keturunan
2) variabilitas
3) lekas marah
4) reproduksi diri
A5. Manakah dari sistem biologis berikut yang memiliki standar hidup tertinggi?
1) sel amuba
2) virus cacar
3) kawanan rusa
4) cagar alam
A6. Menjauhkan tangan dari benda panas adalah contohnya.
1) lekas marah
2) kemampuan beradaptasi
3) pewarisan sifat dari orang tua
4) pengaturan diri
A7. Fotosintesis, biosintesis protein adalah contohnya
1) metabolisme plastik
2) metabolisme energi
3) nutrisi dan pernapasan
4) homeostatis
A8. Istilah manakah yang sinonim dengan konsep “metabolisme”?
1) anabolisme
2) katabolisme
3) asimilasi
4) metabolisme
Bagian B
DALAM 1. Pilih proses yang dipelajari pada tingkat genetik molekuler kehidupan:
1) replikasi DNA
2) pewarisan penyakit Down
3) reaksi enzimatik
4) struktur mitokondria
5) struktur membran sel
6) peredaran darah
PADA 2. Menghubungkan sifat adaptasi organisme dengan kondisi perkembangannya
Bagian C
C1. Adaptasi tumbuhan apa yang memungkinkan mereka berkembang biak dan menyebar?
C2. Apa persamaan dan perbedaan antara berbagai tingkat organisasi kehidupan?
Tingkat organisasi dunia organik- keadaan sistem biologis yang terpisah, yang dicirikan oleh subordinasi, keterhubungan, dan pola tertentu.
Tingkat struktural organisasi kehidupan sangat beragam, tetapi yang utama adalah molekuler, seluler, ontogenetik, spesies populasi, bigiocenotic, dan biosfer.
1. Tingkat kehidupan genetik molekuler. Tugas biologi yang paling penting pada tahap ini adalah mempelajari mekanisme transmisi informasi genetik, hereditas dan variabilitas.
Ada beberapa mekanisme variabilitas pada tingkat molekuler. Yang paling penting adalah mekanisme mutasi gen - transformasi langsung dari gen itu sendiri di bawah pengaruhnya faktor eksternal. Faktor penyebab mutasi adalah: radiasi, senyawa kimia beracun, virus.
Mekanisme variabilitas lainnya adalah rekombinasi gen. Proses ini terjadi selama reproduksi seksual pada organisme tingkat tinggi. Dalam hal ini, tidak ada perubahan jumlah total informasi genetik.
Mekanisme variabilitas lainnya baru ditemukan pada tahun 1950-an. Ini adalah rekombinasi gen non-klasik, di mana terjadi peningkatan umum dalam volume informasi genetik karena masuknya elemen genetik baru ke dalam genom sel. Paling sering, unsur-unsur ini dimasukkan ke dalam sel oleh virus.
2. Tingkat seluler. Saat ini, ilmu pengetahuan telah secara andal menetapkan bahwa unit terkecil yang independen dari struktur, fungsi, dan perkembangan organisme hidup adalah sel, yang merupakan unsur dasar. sistem biologis, mampu memperbarui diri, mereproduksi dan mengembangkan diri. Sitologi adalah ilmu yang mempelajari sel hidup, strukturnya, fungsinya sebagai sistem dasar kehidupan, mempelajari fungsi komponen seluler individu, proses reproduksi sel, adaptasi terhadap kondisi lingkungan, dll. Sitologi juga mempelajari ciri-ciri sel khusus, pembentukan fungsi khusus mereka dan pengembangan struktur seluler tertentu. Jadi, sitologi modern disebut fisiologi sel.
Kemajuan signifikan dalam studi sel terjadi pada awal abad ke-19, dengan ditemukannya dan deskripsi inti sel. Berdasarkan penelitian tersebut, lahirlah teori sel yang menjadi peristiwa terbesar dalam biologi abad ke-19. Teori inilah yang menjadi landasan perkembangan embriologi, fisiologi, dan teori evolusi.
Bagian terpenting dari semua sel adalah nukleus, yang menyimpan dan mereproduksi informasi genetik dan mengatur proses metabolisme di dalam sel.
Semua sel dibagi menjadi dua kelompok:
Prokariota adalah sel tanpa inti
Eukariota - sel yang mengandung inti
Mempelajari sel hidup, para ilmuwan menarik perhatian pada keberadaan dua jenis utama nutrisi, yang memungkinkan semua organisme dibagi menjadi dua jenis:
Autotrofik - mereka menghasilkan sendiri apa yang mereka butuhkan. nutrisi
· Heterotrofik - tidak dapat hidup tanpa makanan organik.
Belakangan, hal-hal berikut diklarifikasi faktor penting, sebagai kemampuan organisme untuk mensintesis zat-zat yang diperlukan (vitamin, hormon), menyediakan energi bagi dirinya sendiri, ketergantungan pada lingkungan ekologis dll. Dengan demikian, sifat hubungan yang kompleks dan terdiferensiasi menunjukkan perlunya pendekatan sistematis terhadap studi kehidupan pada tingkat intogenetik.
3. Tingkat ontogenetik. Organisme multiseluler. Tingkat ini muncul sebagai akibat dari pembentukan organisme hidup. Unit dasar kehidupan adalah individu, dan fenomena dasarnya adalah entogenesis. Fisiologi mempelajari fungsi dan perkembangan organisme hidup multiseluler. Ilmu ini mengkaji mekanisme kerja berbagai fungsi makhluk hidup, hubungannya satu sama lain, pengaturan dan adaptasi terhadap lingkungan luar, asal usul dan pembentukan dalam proses evolusi dan perkembangan individu individu. Intinya, ini adalah proses entogenesis - perkembangan organisme sejak lahir sampai mati. Pada saat yang sama, terjadi pertumbuhan, pergerakan struktur individu, diferensiasi dan komplikasi organisme.
Semua organisme multiseluler terdiri dari organ dan jaringan. Jaringan adalah sekelompok sel yang bersatu secara fisik dan zat antar sel untuk melakukan fungsi tertentu. Studi mereka adalah subjek histologi.
Organ adalah unit fungsional yang relatif besar yang menyatukan berbagai jaringan menjadi kompleks fisiologis tertentu. Pada gilirannya, organ adalah bagian dari unit yang lebih besar - sistem tubuh. Diantaranya adalah sistem saraf, pencernaan, kardiovaskular, pernafasan dan lainnya. Hanya hewan yang memiliki organ dalam.
4. Tingkat populasi-biocenotic. Ini adalah tingkat kehidupan supraorganisme, yang unit dasarnya adalah populasi. Berbeda dengan populasi, spesies adalah kumpulan individu-individu yang mempunyai kesamaan struktur dan sifat fisiologis, mempunyai asal usul yang sama, serta dapat dengan bebas kawin silang dan menghasilkan keturunan yang fertil. Suatu spesies hanya ada melalui populasi yang mewakili secara genetis sistem terbuka. Biologi populasi adalah studi tentang populasi.
Istilah “populasi” diperkenalkan oleh salah satu pendiri genetika, V. Johansen, yang menyebut kumpulan organisme yang secara genetik heterogen. Belakangan, populasi mulai dianggap sebagai suatu sistem integral yang terus berinteraksi dengan lingkungan. Populasi adalah sistem nyata di mana spesies organisme hidup ada.
Populasi adalah sistem yang terbuka secara genetik, karena isolasi populasi tidak bersifat mutlak dan secara berkala tidak mungkin terjadi pertukaran informasi genetik. Populasilah yang bertindak sebagai unit dasar evolusi, perubahan dalam kumpulan gen mereka menyebabkan munculnya spesies baru.
Populasi yang mampu hidup mandiri dan bertransformasi disatukan dalam agregat tingkat supraorganisme berikutnya - biocenosis. Biocenosis adalah sekumpulan populasi yang mendiami suatu wilayah tertentu.
Biocenosis adalah sistem yang tertutup bagi populasi asing, bagi populasi penyusunnya merupakan sistem terbuka.
5. Tingkat biogeosetonik. Biogeocenosis - sistem yang berkelanjutan, yang bisa bertahan lama. Keseimbangan dalam suatu sistem kehidupan bersifat dinamis, yaitu mewakili gerakan konstan di sekitar titik stabilitas tertentu. Agar fungsinya stabil, diperlukan hubungan umpan balik antara subsistem kontrol dan eksekusi. Cara ini menjaga keseimbangan dinamis antara berbagai elemen biogeocenosis, yang disebabkan oleh reproduksi massal beberapa spesies dan berkurangnya atau hilangnya spesies lain, yang menyebabkan perubahan kualitas lingkungan, disebut bencana lingkungan.
Biogeocenosis adalah sistem pengaturan mandiri yang integral di mana beberapa jenis subsistem dibedakan. Sistem primer adalah produsen yang secara langsung memproses benda mati; konsumen - tingkat sekunder di mana materi dan energi diperoleh melalui penggunaan produsen; kemudian datanglah konsumen urutan kedua. Ada juga pemulung dan pengurai.
Siklus zat melewati tingkat-tingkat ini dalam biogeocenosis: kehidupan berpartisipasi dalam penggunaan, pemrosesan, dan pemulihan berbagai struktur. Dalam biogeocenosis terjadi aliran energi searah. Hal ini menjadikannya sistem terbuka, terus terhubung dengan biogeocenosis di sekitarnya.
Pengaturan mandiri biogeosel semakin berhasil jika jumlah elemen penyusunnya semakin beragam. Stabilitas biogeocenosis juga bergantung pada keanekaragaman komponennya. Hilangnya satu atau lebih komponen dapat menyebabkan ketidakseimbangan yang tidak dapat diubah dan matinya komponen tersebut sebagai suatu sistem yang integral.
6. Tingkat biosfer. Ini level tertinggi organisasi kehidupan, mencakup semua fenomena kehidupan di planet kita. Biosfer adalah materi hidup di planet ini dan lingkungan yang diubah olehnya. Metabolisme biologis merupakan faktor yang menyatukan semua tingkat organisasi kehidupan lainnya ke dalam satu biosfer. Pada tingkat ini terjadi peredaran zat dan transformasi energi yang terkait dengan aktivitas vital seluruh makhluk hidup yang hidup di Bumi. Dengan demikian, biosfer adalah suatu sistem ekologi tunggal. Mempelajari fungsi sistem ini, struktur dan fungsinya merupakan tugas terpenting biologi pada tingkat kehidupan tertentu. Ekologi, biocenologi dan biogeokimia mempelajari masalah-masalah ini.
Perkembangan doktrin biosfer terkait erat dengan nama ilmuwan terkemuka Rusia V.I. Vernadsky. Dialah yang berhasil membuktikan hubungan antara dunia organik planet kita, yang bertindak sebagai satu kesatuan yang tak terpisahkan, dan proses geologis di Bumi. Vernadsky menemukan dan mempelajari fungsi biogeokimia makhluk hidup.
Berkat migrasi biogenik atom, materi hidup menjalankan fungsi geokimianya. Ilmu pengetahuan modern mengidentifikasi lima fungsi geokimia yang dilakukan oleh makhluk hidup.
1. Fungsi konsentrasi dinyatakan dalam akumulasi unsur-unsur kimia tertentu di dalam organisme hidup akibat aktivitasnya. Akibat dari hal ini adalah munculnya cadangan mineral.
2. Fungsi transpor erat kaitannya dengan fungsi pertama, karena makhluk hidup mengangkut unsur-unsur kimia yang diperlukannya, yang kemudian terakumulasi di habitatnya.
3. Fungsi energi menyediakan aliran energi yang menembus biosfer, yang memungkinkan terlaksananya semua fungsi biogeokimia makhluk hidup.
4. Fungsi destruktif - fungsi penghancuran dan pengolahan sisa-sisa organik, selama proses ini zat-zat yang terakumulasi oleh organisme kembali ke siklus alami, terjadi peredaran zat-zat di alam.
5. Fungsi pembentuk lingkungan - transformasi lingkungan di bawah pengaruh materi hidup. Seluruh penampakan Bumi modern - komposisi atmosfer, hidrosfer, lapisan atas litosfer; sebagian besar mineral; iklim adalah hasil tindakan Kehidupan.
Semua organisme hidup di alam terdiri dari tingkat organisasi yang sama; ini adalah pola biologis yang khas yang umum bagi semua organisme hidup. Tingkat organisasi organisme hidup berikut ini dibedakan: molekuler, seluler, jaringan, organ, organisme, populasi-spesies, biogeocenotic, biosfer.
1. Tingkat genetik molekuler. Inilah ciri-ciri kehidupan pada tingkat paling dasar. Betapapun rumit atau sederhananya struktur organisme hidup, semuanya terdiri dari senyawa molekul yang sama. Contohnya adalah asam nukleat, protein, karbohidrat, dan kompleks molekul kompleks lainnya dari zat organik dan anorganik. Mereka kadang-kadang disebut zat makromolekul biologis. Pada tingkat molekuler, berbagai proses kehidupan organisme hidup terjadi: metabolisme, konversi energi. Dengan bantuan tingkat molekuler, informasi herediter ditransfer, organel individu terbentuk dan proses lainnya terjadi.
2. Tingkat seluler. Sel bersifat struktural dan unit fungsional semua organisme hidup di Bumi. Organel individu di dalam sel memiliki struktur yang khas dan menjalankan fungsi tertentu. Fungsi masing-masing organel dalam sel saling berhubungan dan melakukan proses vital secara umum. Pada organisme uniseluler, semua proses kehidupan berlangsung dalam satu sel, dan satu sel ada sebagai organisme terpisah (alga uniseluler, Chlamydomonas, Chlorella dan protozoa - amuba, ciliata, dll.). Dalam organisme multiseluler, satu sel tidak dapat hidup sebagai organisme yang terpisah, tetapi merupakan unit struktural dasar suatu organisme.
3. Tingkat jaringan.
Kumpulan sel dan zat antar sel yang serupa asal usulnya, struktur dan fungsinya membentuk jaringan. Tingkat jaringan hanya merupakan karakteristik organisme multiseluler. Selain itu, jaringan individu bukanlah organisme integral yang independen. Misalnya tubuh hewan dan manusia terdiri dari empat jaringan berbeda (epitel, ikat, otot, saraf). Jaringan tumbuhan disebut: pendidikan, integumen, pendukung, konduktif dan ekskresi.
4. Tingkat organ.
Dalam organisme multiseluler, kombinasi beberapa jaringan identik, serupa dalam struktur, asal dan fungsi, membentuk tingkat organ. Setiap organ mengandung beberapa jaringan, tetapi di antara mereka ada satu yang paling signifikan. Organ yang terpisah tidak dapat eksis sebagai organisme utuh. Beberapa organ yang serupa struktur dan fungsinya bergabung membentuk suatu sistem organ, misalnya pencernaan, pernapasan, peredaran darah, dan lain-lain.
5. Tingkat organisme.
Tumbuhan (Chlamydomonas, Chlorella) dan hewan (amoeba, ciliates, dll), yang tubuhnya terdiri dari satu sel, merupakan organisme independen. Dan individu individu organisme multiseluler dianggap sebagai organisme yang terpisah. Di setiap organisme individu, semua proses kehidupan yang menjadi ciri semua organisme hidup terjadi - nutrisi, pernapasan, metabolisme, lekas marah, reproduksi, dll. Setiap organisme independen meninggalkan keturunan. Pada organisme multiseluler, sel, jaringan, organ, dan sistem organ bukanlah organisme yang terpisah. Hanya suatu sistem organ integral yang secara spesifik menjalankan berbagai fungsi yang membentuk organisme independen yang terpisah. Perkembangan suatu organisme, mulai dari pembuahan hingga akhir hayatnya, memerlukan jangka waktu tertentu. Perkembangan individu setiap organisme disebut entogenesis. Suatu organisme dapat hidup dalam hubungan yang erat dengan lingkungannya.
6. Tingkat populasi-spesies.
Kumpulan individu-individu suatu spesies atau kelompok yang hidup dalam jangka waktu lama pada suatu bagian wilayah tertentu, relatif terpisah dari populasi lain dari spesies yang sama, merupakan suatu populasi. Pada tingkat populasi, transformasi evolusioner sederhana dilakukan, yang berkontribusi pada kemunculan spesies baru secara bertahap.
7. Tingkat biogeosenotik.
Kumpulan organisme dari spesies berbeda dan kompleksitas organisasi yang berbeda-beda, disesuaikan dengan kondisi lingkungan alam yang sama, disebut biogeocenosis, atau komunitas alami. Biogeocenosis mencakup banyak spesies organisme hidup dan kondisi lingkungan alam. Dalam biogeocenosis alami, energi terakumulasi dan ditransfer dari satu organisme ke organisme lain. Biogeocenosis mencakup senyawa anorganik, organik, dan organisme hidup.
8. Tingkat biosfer.
Totalitas semua organisme hidup di planet kita dan habitat alami mereka membentuk tingkat biosfer. Pada tingkat biosfer, biologi modernlah yang menentukan masalah global, misalnya menentukan intensitas pembentukan oksigen bebas oleh vegetasi bumi atau perubahan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer yang terkait dengan aktivitas manusia. Peran utama di tingkat biosfer dimainkan oleh “zat hidup”, yaitu totalitas organisme hidup yang menghuni bumi. Juga di tingkat biosfer, “zat bioinert” yang terbentuk sebagai hasil aktivitas vital organisme hidup dan zat “inert”, yaitu kondisi lingkungan, adalah penting. Pada tingkat biosfer, peredaran materi dan energi terjadi di Bumi dengan partisipasi seluruh organisme hidup di biosfer.