ข้อความเกี่ยวกับองค์ประกอบของระดับใด ๆ ขององค์กร ระดับโมเลกุล

ระดับองค์กรที่มีชีวิต

มีระดับโมเลกุล, เซลล์, เนื้อเยื่อ, อวัยวะ, สิ่งมีชีวิต, ประชากร, ชนิด, biocenotic และระดับโลก (biospheric) ขององค์กรของสิ่งมีชีวิต ในทุกระดับเหล่านี้คุณสมบัติทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตจะปรากฏขึ้น แต่ละระดับเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะที่มีอยู่ในระดับอื่น ๆ แต่แต่ละระดับมีลักษณะเฉพาะของตนเอง

ระดับโมเลกุลระดับนี้อยู่ลึกเข้าไปในองค์กรของสิ่งมีชีวิตและเป็นตัวแทนของโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมันและสเตียรอยด์ที่อยู่ในเซลล์และเรียกว่าโมเลกุลทางชีววิทยา ในระดับนี้ กระบวนการที่สำคัญที่สุดของกิจกรรมที่สำคัญ (การเข้ารหัสและการส่งข้อมูลทางพันธุกรรม การหายใจ เมแทบอลิซึมและเมแทบอลิซึมของพลังงาน ความแปรปรวน ฯลฯ) เริ่มต้นและดำเนินการ ความจำเพาะทางกายภาพและเคมีของระดับนี้อยู่ในความจริงที่ว่าองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีจำนวนมาก แต่ส่วนใหญ่ของสิ่งมีชีวิตจะแสดงด้วยคาร์บอน ออกซิเจน ไฮโดรเจนและไนโตรเจน โมเลกุลถูกสร้างขึ้นจากกลุ่มของอะตอมและสารประกอบทางเคมีที่ซับซ้อนจะเกิดขึ้นจากหลังซึ่งมีโครงสร้างและหน้าที่ต่างกัน สารประกอบเหล่านี้ส่วนใหญ่ในเซลล์แสดงด้วยกรดนิวคลีอิกและโปรตีน ซึ่งโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งเป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ขึ้นจากการก่อตัวของโมโนเมอร์และการรวมกันของสารหลังตามลำดับที่แน่นอน นอกจากนี้ โมโนเมอร์ของโมเลกุลขนาดใหญ่ภายในสารประกอบเดียวกันมีกลุ่มเคมีเหมือนกันและเชื่อมต่อกันโดยใช้พันธะเคมีระหว่างอะตอมที่ไม่จำเพาะ

ส่วนที่เป็นไฟฟ้า (พื้นที่) โมเลกุลขนาดใหญ่ทั้งหมดเป็นสากลเนื่องจากถูกสร้างขึ้นตามแผนเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงสายพันธุ์ ด้วยความเป็นสากล พวกมันจึงมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวในเวลาเดียวกัน เพราะโครงสร้างของมันมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบของดีเอ็นเอนิวคลีโอไทด์ประกอบด้วยเบสไนโตรเจนหนึ่งเบสของเบสสี่ชนิดที่รู้จัก (อะดีนีน กัวนีน ไซโตซีนหรือไทมีน) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่นิวคลีโอไทด์ใดๆ มีลักษณะเฉพาะในองค์ประกอบของมัน โครงสร้างรองของโมเลกุลดีเอ็นเอก็มีลักษณะเฉพาะเช่นกัน

ความจำเพาะทางชีวภาพของระดับโมเลกุลถูกกำหนดโดยความจำเพาะเชิงหน้าที่ของโมเลกุลทางชีววิทยา ตัวอย่างเช่น ความจำเพาะของกรดนิวคลีอิกอยู่ในความจริงที่ว่าพวกมันเข้ารหัสข้อมูลทางพันธุกรรมสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน นอกจากนี้กระบวนการเหล่านี้ยังเกิดขึ้นจากขั้นตอนการเผาผลาญเดียวกัน ตัวอย่างเช่น การสังเคราะห์ทางชีวภาพของกรดนิวคลีอิก กรดอะมิโน และโปรตีนเป็นไปตามรูปแบบที่คล้ายคลึงกันในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ออกซิเดชันของกรดไขมัน ไกลโคไลซิส และปฏิกิริยาอื่นๆ ก็เป็นสากลเช่นกัน

ความจำเพาะของโปรตีนถูกกำหนดโดยลำดับเฉพาะของกรดอะมิโนในโมเลกุลของพวกมัน ลำดับนี้กำหนดคุณสมบัติทางชีวภาพจำเพาะของโปรตีนเพิ่มเติม เนื่องจากพวกมันเป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของเซลล์ ตัวเร่งปฏิกิริยา และตัวควบคุมปฏิกิริยาในเซลล์ คาร์โบไฮเดรตและไขมันเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญที่สุด ในขณะที่สเตียรอยด์มีความสำคัญต่อการควบคุมกระบวนการเผาผลาญอาหารจำนวนมาก

ในระดับโมเลกุล พลังงานจะถูกแปลง - พลังงานที่เปล่งออกมาเป็นพลังงานเคมีที่เก็บไว้ในคาร์โบไฮเดรตและสารประกอบทางเคมีอื่น ๆ และพลังงานเคมีของคาร์โบไฮเดรตและโมเลกุลอื่น ๆ - เป็นพลังงานที่มีอยู่ทางชีวภาพซึ่งจัดเก็บไว้ในรูปแบบของพันธะมหภาคของ ATP สุดท้ายนี้ พลังงานของพันธะฟอสเฟตพลังงานสูงจะถูกแปลงเป็นงาน - เครื่องกล, ไฟฟ้า, เคมี, ออสโมติก กลไกของกระบวนการเผาผลาญและพลังงานทั้งหมดนั้นเป็นสากล

โมเลกุลชีวภาพยังให้ความต่อเนื่องระหว่างโมเลกุลและระดับถัดไป (เซลล์) เนื่องจากเป็นสารที่สร้างโครงสร้างซุปเปอร์โมเลกุล ระดับโมเลกุลคือ "เวที" ของปฏิกิริยาเคมีที่ให้พลังงานถึงระดับเซลล์

ระดับเซลล์.การจัดระดับของสิ่งมีชีวิตนี้แสดงโดยเซลล์ที่ทำหน้าที่เป็นองค์กรอิสระ

mov (แบคทีเรีย โปรโตซัว ฯลฯ) เช่นเดียวกับเซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ คุณสมบัติเฉพาะหลักของระดับนี้คือชีวิตเริ่มต้นจากมัน ความสามารถในการมีชีวิต การเจริญเติบโต และการสืบพันธุ์ เซลล์เป็นรูปแบบหลักของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานที่สร้างสิ่งมีชีวิตทั้งหมด (โปรคาริโอตและยูคาริโอต) ไม่มีความแตกต่างพื้นฐานในโครงสร้างและหน้าที่ระหว่างเซลล์พืชและสัตว์ ความแตกต่างบางอย่างเกี่ยวข้องเฉพาะกับโครงสร้างของเยื่อหุ้มและอวัยวะแต่ละส่วนเท่านั้น โครงสร้างระหว่างเซลล์โปรคาริโอตและเซลล์ยูคาริโอตมีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจน แต่ในแง่การใช้งาน ความแตกต่างเหล่านี้จะถูกปรับระดับ เนื่องจากกฎ "เซลล์จากเซลล์" มีผลทุกที่

ความจำเพาะของระดับเซลล์ถูกกำหนดโดยความเชี่ยวชาญพิเศษของเซลล์ การดำรงอยู่ของเซลล์เป็นหน่วยพิเศษของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ในระดับเซลล์ มีความแตกต่างและการจัดลำดับของกระบวนการสำคัญในอวกาศและเวลา ซึ่งสัมพันธ์กับการจำกัดหน้าที่ของโครงสร้างย่อยเซลล์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น เซลล์ยูคาริโอตได้พัฒนาระบบเมมเบรนอย่างมีนัยสำคัญ (เมมเบรนในพลาสมา, ไซโทพลาสซึมเรติคูลัม, ลาเมลลาร์คอมเพล็กซ์) และออร์แกเนลล์ของเซลล์ (นิวเคลียส, โครโมโซม, เซนทริโอล, ไมโทคอนเดรีย, พลาสติด, ไลโซโซม, ไรโบโซม) โครงสร้างเมมเบรนเป็น "เวที" ของกระบวนการชีวิตที่สำคัญที่สุดและโครงสร้างสองชั้นของระบบเมมเบรนจะเพิ่มพื้นที่ของ "เวที" อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ โครงสร้างเมมเบรนยังให้การแยกเชิงพื้นที่ของโมเลกุลทางชีววิทยาจำนวนมากในเซลล์ และสถานะทางกายภาพของพวกมันช่วยให้การเคลื่อนที่แบบกระจายของโปรตีนและโมเลกุลฟอสโฟลิปิดบางส่วนที่บรรจุอยู่ในเซลล์นั้นคงที่ ดังนั้นเมมเบรนจึงเป็นระบบที่มีส่วนประกอบเคลื่อนที่ พวกมันมีลักษณะเฉพาะด้วยการจัดเรียงใหม่หลายอย่างซึ่งกำหนดความหงุดหงิดของเซลล์ - คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต

ระดับเนื้อเยื่อระดับนี้แสดงโดยเนื้อเยื่อที่รวมเซลล์ของโครงสร้าง ขนาด ตำแหน่ง และหน้าที่ที่คล้ายกัน เนื้อเยื่อเกิดขึ้นในระหว่างการพัฒนาทางประวัติศาสตร์พร้อมกับหลายเซลล์ ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ พวกมันจะเกิดขึ้นระหว่างการสร้างเซลล์ซึ่งเป็นผลมาจากการสร้างความแตกต่างของเซลล์ ในสัตว์มีเนื้อเยื่อหลายประเภท (เยื่อบุผิว, เกี่ยวพัน, กล้ามเนื้อ, เลือด, ประสาทและการสืบพันธุ์) เผ่าพันธุ์

เงาแยกแยะเนื้อเยื่อ Meristematic, ป้องกัน, พื้นฐานและสื่อกระแสไฟฟ้า ในระดับนี้ ความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านของเซลล์จะเกิดขึ้น

ระดับอวัยวะ.แสดงโดยอวัยวะของสิ่งมีชีวิต ในพืชและสัตว์ อวัยวะต่างๆ เกิดขึ้นจากจำนวนเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน ในโปรโตซัว การย่อยอาหาร การหายใจ การไหลเวียนของสาร การขับถ่าย การเคลื่อนไหวและการสืบพันธุ์จะดำเนินการโดยออร์แกเนลล์ต่างๆ สิ่งมีชีวิตขั้นสูงมีระบบอวัยวะ สัตว์มีกระดูกสันหลังมีลักษณะเป็น cephalization ซึ่งประกอบด้วยความเข้มข้นของศูนย์ประสาทที่สำคัญที่สุดและอวัยวะรับความรู้สึกในศีรษะ

ระดับสิ่งมีชีวิตระดับนี้แสดงโดยสิ่งมีชีวิต - สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและหลายเซลล์ของธรรมชาติพืชและสัตว์ ลักษณะเฉพาะของระดับสิ่งมีชีวิตคือในระดับนี้การถอดรหัสและการนำข้อมูลทางพันธุกรรมไปใช้ การสร้างลักษณะโครงสร้างและการทำงานที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตของสปีชีส์หนึ่งๆ เกิดขึ้น

ระดับพันธุ์.ระดับนี้กำหนดโดยพันธุ์พืชและสัตว์ ปัจจุบันมีพืชประมาณ 500,000 สปีชีส์และสัตว์ประมาณ 1.5 ล้านสปีชีส์ ซึ่งตัวแทนมีลักษณะเด่นด้วยแหล่งที่อยู่อาศัยที่หลากหลายและครอบครองระบบนิเวศที่แตกต่างกัน สปีชีส์ยังเป็นหน่วยของการจำแนกประเภทของสิ่งมีชีวิต

ระดับประชากรพืชและสัตว์ไม่มีอยู่อย่างโดดเดี่ยว พวกมันรวมกันเป็นประชากรที่มีลักษณะเฉพาะจากแหล่งรวมของยีน ภายในสปีชีส์เดียวกันสามารถมีประชากรตั้งแต่หนึ่งถึงหลายพันคน การเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการเบื้องต้นเกิดขึ้นในประชากร มีการพัฒนารูปแบบการปรับตัวใหม่

ระดับไบโอเซโนติกมันถูกแสดงโดย biocenoses - ชุมชนของสิ่งมีชีวิตในสายพันธุ์ต่างๆ ในชุมชนดังกล่าว สิ่งมีชีวิตของสายพันธุ์ต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับขอบเขตของกันและกัน ในระหว่างการพัฒนาทางประวัติศาสตร์ biogeocenoses (ระบบนิเวศ) ได้พัฒนาขึ้นซึ่งเป็นระบบที่ประกอบด้วยชุมชนที่พึ่งพาอาศัยกันของสิ่งมีชีวิตและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต ระบบนิเวศมีความสมดุลของของเหลวระหว่างสิ่งมีชีวิตและปัจจัยที่ไม่มีชีวิต ในระดับนั้น วัฏจักรวัสดุและพลังงานที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตจะดำเนินการ

ระดับสากล (ชีวภาพ)ระดับนี้เป็นรูปแบบสูงสุดของการจัดระบบสิ่งมีชีวิต (ระบบชีวิต) มันถูกแสดงโดยชีวมณฑล ในระดับนี้ วัฏจักรของสสารและพลังงานทั้งหมดจะรวมกันเป็นวัฏจักรชีวทรงกลมขนาดยักษ์เดียวของสารและพลังงาน

มีความเป็นเอกภาพทางวิภาษระหว่างระดับต่าง ๆ ของการจัดระเบียบของความเป็นอยู่ การดำรงชีวิตถูกจัดระเบียบตามประเภทขององค์กรที่เป็นระบบซึ่งมีพื้นฐานมาจากลำดับชั้นของระบบ การเปลี่ยนจากระดับหนึ่งไปอีกระดับหนึ่งสัมพันธ์กับการรักษากลไกการทำงานที่ทำงานในระดับก่อนหน้าไว้ และมาพร้อมกับลักษณะที่ปรากฏของโครงสร้างและหน้าที่ของประเภทใหม่ ตลอดจนการโต้ตอบที่มีลักษณะเฉพาะด้วยคุณลักษณะใหม่ กล่าวคือ คุณภาพใหม่ปรากฏขึ้น

ธรรมชาติที่มีชีวิตของโลกของเรานั้นมีลักษณะเฉพาะคือ ความซับซ้อน ความสัมพันธ์แบบลำดับชั้นของระดับองค์กร. โลกอินทรีย์และสิ่งแวดล้อมทั้งหมดก่อตัวเป็นชีวมณฑล ซึ่งในทางกลับกันก็ประกอบด้วยไบโอจีโอซีโนส (ระบบนิเวศ) - ดินแดนที่มีสภาพธรรมชาติที่มีลักษณะเฉพาะและคอมเพล็กซ์พืชและสัตว์บางชนิด (ไบโอซีโนส) Biocenoses เกิดขึ้นจากประชากร - กลุ่มของพืชและสัตว์ในสายพันธุ์เดียวกันที่อาศัยอยู่ในพื้นที่หนึ่งและสามารถผลิตได้ ประชากรประกอบด้วยตัวแทนของสายพันธุ์เฉพาะ (บุคคล) ที่สามารถผสมพันธุ์ได้อย่างอิสระและให้กำเนิดลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ประกอบด้วยอวัยวะและเนื้อเยื่อที่เกิดจากเซลล์ สิ่งมีชีวิตและเซลล์ที่มีเซลล์เดียวเกิดขึ้นจากโครงสร้างภายในเซลล์ที่ประกอบด้วยโมเลกุล

ตามนี้แยกแยะ การจัดระเบียบสิ่งมีชีวิตหลายระดับ.

การจัดองค์กรของสิ่งมีชีวิตแต่ละระดับมีลักษณะเฉพาะด้วยรูปแบบของตนเองที่เกี่ยวข้องกับหลักการขององค์กรที่เฉพาะเจาะจงคุณลักษณะของความสัมพันธ์กับระดับอื่น ๆ

ชีววิทยาทั่วไปศึกษารูปแบบพื้นฐานของปรากฏการณ์ชีวิตที่เกิดขึ้นในระดับต่าง ๆ ของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต การพิจารณาการจัดโครงสร้างสิ่งมีชีวิตเริ่มต้นด้วยการอธิบายโครงสร้างและคุณสมบัติของโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน เซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อ เนื้อเยื่อตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไปก่อตัวเป็นอวัยวะ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มีโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยเนื้อเยื่อและอวัยวะ ในขณะเดียวกันก็เป็นหน่วยพื้นฐานของสปีชีส์ทางชีววิทยา การมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน สปีชีส์ก่อตัวเป็นชุมชนหรือระบบนิเวศ ซึ่งในทางกลับกัน ก็เป็นหนึ่งในองค์ประกอบของชีวมณฑล

การจัดองค์กรของสิ่งมีชีวิตแต่ละระดับได้รับการศึกษาโดยสาขาวิชาชีววิทยาที่เกี่ยวข้อง

ระดับโมเลกุล

หมายเหตุ 1

ระบบที่มีชีวิตใดๆ ไม่ว่าจะมีการจัดระเบียบซับซ้อนเพียงใด จะถูกกำหนดที่ระดับการทำงานของโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีวภาพ - ไบโอโพลีเมอร์: กรดนิวคลีอิก โปรตีน โพลีแซ็กคาไรด์ ตลอดจนสารอินทรีย์ที่สำคัญอื่นๆ จากระดับนี้ กระบวนการที่สำคัญที่สุดในชีวิตของสิ่งมีชีวิตเริ่มต้นขึ้น: เมแทบอลิซึมและการแปลงพลังงาน การส่งข้อมูลทางพันธุกรรม ฯลฯ

อณูชีววิทยา, อณูพันธุศาสตร์, สรีรวิทยา, ไซโตเคมี, ชีวเคมี, ชีวฟิสิกส์, ไวรัสวิทยาบางส่วน, จุลชีววิทยา ศึกษากระบวนการทางเคมีกายภาพที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต (การสังเคราะห์ การสลายตัวและการเปลี่ยนแปลงร่วมกันของโปรตีน กรดนิวคลีอิก โพลีแซ็กคาไรด์ ลิปิด และสารอื่นๆ ใน เซลล์ เมแทบอลิซึม พลังงาน และข้อมูลที่ควบคุมกระบวนการเหล่านี้)

การศึกษาเกี่ยวกับระบบสิ่งมีชีวิตดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าพวกมันประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์โมเลกุลต่ำและโมเลกุลสูง ซึ่งแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะตรวจพบในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต สำหรับสิ่งมีชีวิต ไบโอโพลีเมอร์ เช่น โปรตีน กรดนิวคลีอิก พอลิแซ็กคาไรด์ ลิปิด (สารประกอบคล้ายไขมัน) และโมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบ (กรดอะมิโน นิวคลีโอไทด์ โมโนแซ็กคาไรด์ กรดไขมัน) เป็นลักษณะเฉพาะส่วนใหญ่ นอกจากนี้ ในระดับนี้ การศึกษาการสังเคราะห์ การสลายตัวและการเปลี่ยนแปลงร่วมกันของสารประกอบเหล่านี้ในเซลล์ เมแทบอลิซึม พลังงานและข้อมูล การควบคุมของกระบวนการเหล่านี้

จากผลการศึกษาเหล่านี้พบว่า คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของวิถีการเผาผลาญหลักคือการกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ - เอนไซม์(สารประกอบโปรตีน) ซึ่งคัดเลือกมาโดยเคร่งครัดต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี นอกจากนี้ยังมีการศึกษาโครงสร้างของกรดอะมิโนบางชนิด โปรตีนจำนวนหนึ่ง และสารประกอบอินทรีย์อย่างง่ายจำนวนมาก เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าพลังงานเคมีที่ปล่อยออกมาระหว่างการเกิดออกซิเดชันทางชีวภาพ (กระบวนการหายใจ ไกลโคไลซิส) ถูกจัดเก็บไว้ในรูปของสารประกอบที่อุดมด้วยพลังงาน (ส่วนใหญ่เป็นกรดอะดีโนซีนฟอสฟอริก ATP, ADP ฯลฯ) จากนั้นจึงใช้ในกระบวนการที่ต้องการพลังงาน ( การหดตัวของกล้ามเนื้อ การสังเคราะห์ และการขนส่งสาร) ความสำเร็จที่สำคัญคือการค้นพบรหัสพันธุกรรม พบว่าการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่เข้ารหัสใน DNA ผ่านเอนไซม์โปรตีนควบคุมทั้งโปรตีนโครงสร้างและคุณสมบัติพื้นฐานทั้งหมดของเซลล์และสิ่งมีชีวิตโดยรวม

การวิจัยในระดับโมเลกุลจำเป็นต้องมีการแยกตัวและศึกษาโมเลกุลทุกประเภทที่ประกอบเป็นเซลล์ การเปิดเผยความสัมพันธ์ระหว่างกัน

วิธีการวิจัยที่ใช้ในระดับโมเลกุล:

• อิเล็กโตรโฟรีซิส (เพื่อแยกโมเลกุลขนาดใหญ่โดยใช้ความแตกต่างของประจุ);
• ultracentrifugation (เพื่อแยกโมเลกุลขนาดใหญ่โดยใช้ความแตกต่างในความหนาแน่นและขนาด);
• โครมาโตกราฟี (สำหรับการแยกโมเลกุลขนาดใหญ่โดยใช้คุณสมบัติการดูดซับที่แตกต่างกัน)
• การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (ศึกษาการจัดเรียงอะตอมในโมเลกุลที่ซับซ้อน)
• ไอโซโทปรังสี (การศึกษาวิธีการเปลี่ยนแปลงของสารอัตราการสังเคราะห์และการสลายตัว)
• การสร้างแบบจำลองประดิษฐ์ของระบบจากองค์ประกอบเซลล์ที่แยกได้ (การสืบพันธุ์ของกระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์ - กระบวนการทางชีวเคมีทั้งหมดในเซลล์ไม่เกิดขึ้นในส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของสาร แต่ในโครงสร้างเซลล์บางอย่าง)

ระดับเซลล์

ในระดับเซลล์เซลล์วิทยา จุลชีววิทยา และแผนก (karyology, cyto- และ histochemistry, cytophysiology, cytogenetics) หลายส่วนของสรีรวิทยา จุลชีววิทยา และไวรัสวิทยา ศึกษาโครงสร้างของเซลล์และส่วนประกอบภายในเซลล์ ตลอดจนการเชื่อมต่อและความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ในเนื้อเยื่อ และอวัยวะของร่างกาย ไม่มีรูปแบบชีวิตที่ไม่ใช่เซลล์ที่มีชีวิตอิสระ

เซลล์- หน่วยการทำงานและโครงสร้างที่เป็นอิสระหลักของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ มีสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (สาหร่าย เชื้อรา โปรโตซัว แบคทีเรีย) นอกจากนี้ เซลล์ยังเป็นหน่วยของการพัฒนาสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่มีอยู่บนโลกอีกด้วย คุณสมบัติของเซลล์ถูกกำหนดโดยส่วนประกอบที่ทำหน้าที่ต่างๆ

ต้องขอบคุณการวิจัยในระดับเซลล์ ส่วนประกอบหลักของเซลล์ โครงสร้างของเซลล์และเนื้อเยื่อ และการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการพัฒนาได้รับการศึกษา

วิธีการวิจัยในระดับเซลล์:

• กล้องจุลทรรศน์ (กล้องจุลทรรศน์แสงช่วยให้คุณมองเห็นวัตถุได้สูงถึง 1 ไมครอน);
• ปฏิกิริยาฮิสโตเคมีสี (การตรวจจับการแปลในเซลล์ของสารเคมีและเอนไซม์ต่างๆ);
• autoradiography (การตรวจจับไซต์ในเซลล์สำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลขนาดใหญ่);
• กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (แยกโครงสร้างออกเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่แม้ว่าคำอธิบายโครงสร้างมักจะยากเนื่องจากความคมชัดของภาพไม่เพียงพอ);
• การหมุนเหวี่ยง (การศึกษาการทำงานของส่วนประกอบภายในเซลล์ - แยกออกจากเซลล์ที่ถูกทำลาย (ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน));
• การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ (การศึกษาคุณสมบัติของเซลล์);
• microsurgery (การแลกเปลี่ยนนิวเคลียสระหว่างเซลล์, ฟิวชั่น (hybridization) ของเซลล์

ระดับเนื้อเยื่อ

เนื้อเยื่อคือกลุ่มของเซลล์ที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกัน ซึ่งรวมกันเป็นหนึ่งโดยการทำงานของหน้าที่ร่วมกัน เซลล์ที่หลากหลายนับร้อยเข้าสู่ร่างกายของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่หลากหลาย เซลล์สัตว์หลายชนิดสร้างเนื้อเยื่อ 4 ดอลลาร์ ได้แก่ ประสาท เกี่ยวพัน เยื่อบุผิว และกล้ามเนื้อ พืชแบ่งออกเป็นเนื้อเยื่อที่ก่อตัวและถาวร เนื้อเยื่อถาวร ได้แก่ เนื้อเยื่อจำนวนเต็ม เนื้อเยื่อนำไฟฟ้า เนื้อเยื่อเชิงกล และเนื้อเยื่อข้างใต้

ระดับอวัยวะ

คำจำกัดความ 2

อวัยวะเป็นส่วนที่แตกต่างกันอย่างมากของร่างกายที่อยู่ในสถานที่เฉพาะและทำหน้าที่พิเศษ สิ่งเหล่านี้เป็นความสัมพันธ์เชิงโครงสร้างและหน้าที่ของเนื้อเยื่อหลายประเภท เกิดขึ้นระหว่างการพัฒนาจากเซลล์ของเนื้อเยื่อต่างๆ

กลุ่มของอวัยวะต่าง ๆ ทำงานร่วมกันเพื่อทำหน้าที่ทั่วไปสำหรับร่างกาย บุคคลมีระบบอวัยวะดังต่อไปนี้: การย่อยอาหาร, ทางเดินหายใจ, หัวใจและหลอดเลือด, ประสาท, คัดหลั่ง, ขับถ่าย, การสืบพันธุ์, ต่อมไร้ท่อ, กล้ามเนื้อ, ระบบโครงกระดูกและเนื้อเยื่อจำนวนเต็ม แต่ละอวัยวะของระบบทำหน้าที่เฉพาะ แต่ทั้งหมดทำงานร่วมกันเป็น "ทีม" เดียว เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพสูงสุดของทั้งระบบ ระบบอวัยวะทั้งหมดทำงานประสานกันและควบคุมโดยระบบประสาทและต่อมไร้ท่อ การละเมิดการทำงานของอวัยวะใด ๆ นำไปสู่พยาธิสภาพของระบบทั้งหมดและแม้กระทั่งร่างกาย

ระดับสิ่งมีชีวิต

สรีรวิทยา (พืชและสัตว์, การทำงานของระบบประสาทที่สูงขึ้น), สัณฐานวิทยาจากการทดลอง, ต่อมไร้ท่อ, เอ็มบริโอวิทยา, ภูมิคุ้มกันวิทยา และสาขาทางชีววิทยาอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งศึกษากระบวนการและปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในแต่ละคน และการทำงานที่ประสานกันของอวัยวะและระบบต่างๆ

ในระดับนี้ เพื่อที่จะสร้างทฤษฎีทั่วไปของการสร้างพันธุกรรม การวิจัยได้ดำเนินการเพื่อเปิดเผยกลไกเชิงสาเหตุของการก่อตัวขององค์กรทางชีววิทยา ความแตกต่างและการรวมเข้าด้วยกัน และการนำข้อมูลทางพันธุกรรมไปใช้ในการสร้างยีน นอกจากนี้ยังมีการศึกษากลไกการทำงานของอวัยวะและระบบต่างๆ บทบาทในชีวิตของร่างกาย อิทธิพลร่วมกันของอวัยวะ การควบคุมการทำงานของระบบประสาทและร่างกาย พฤติกรรมของสัตว์ การเปลี่ยนแปลงแบบปรับตัว เป็นต้น

ในระดับนี้ ยังศึกษากลไกการทำงานของอวัยวะและระบบ บทบาทในชีวิตของสิ่งมีชีวิต ความสัมพันธ์ของอวัยวะ พฤติกรรมของสิ่งมีชีวิต และการเปลี่ยนแปลงแบบปรับตัว

ปัจจุบันใช้วิธีการวิจัยต่อไปนี้:

• อิเล็กโทรฟิสิกส์(ประกอบด้วยการกำจัด การขยาย และการลงทะเบียนศักยภาพไฟฟ้าชีวภาพ)
• ชีวเคมี(มีการศึกษาการควบคุมต่อมไร้ท่อ - การปล่อยและทำให้บริสุทธิ์ของฮอร์โมน, การสังเคราะห์สารอะนาล็อก, การศึกษาการสังเคราะห์ทางชีวภาพและกลไกการออกฤทธิ์ของฮอร์โมน);
• ไซเบอร์เนติก(การศึกษา GNI ของสัตว์และมนุษย์ด้วยวิธีการสร้างแบบจำลอง)
• ทดลอง(การพัฒนาปฏิกิริยาตอบสนอง, การตั้งค่างาน)

ประชากร - ระดับสายพันธุ์

คำจำกัดความ 3

ชีววิทยาบางสาขา (สัณฐานวิทยา สรีรวิทยา พันธุศาสตร์ นิเวศวิทยา) ศึกษาหน่วยพื้นฐานของกระบวนการวิวัฒนาการ - ประชากร- กลุ่มบุคคลในสายพันธุ์เดียวกันที่อาศัยอยู่ในอาณาเขตหนึ่งซึ่งแยกออกจากกลุ่มเพื่อนบ้านไม่มากก็น้อย

การศึกษาองค์ประกอบและพลวัตของประชากรมีความเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกกับระดับโมเลกุล เซลล์ และสิ่งมีชีวิต

วิธีการวิจัยเป็นวิธีการของวิทยาศาสตร์เหล่านั้นที่ศึกษาคำถามที่ตั้งไว้โดยเฉพาะในระดับนี้:

• วิธีการทางพันธุกรรม - ธรรมชาติของการกระจายลักษณะทางพันธุกรรมในประชากร
• สัณฐานวิทยา
• สรีรวิทยา
• นิเวศวิทยา

ประชากรและสปีชีส์โดยรวมสามารถใช้เป็นวัตถุในการศึกษาในสาขาชีววิทยาต่างๆ

Biogeocenotic หรือ biospheric ระดับ

คำจำกัดความ 4

Biogeocenology, นิเวศวิทยา, biogeochemistry และสาขาอื่น ๆ ของชีววิทยาศึกษากระบวนการที่เกิดขึ้นใน biogeocenoses(ระบบนิเวศ) - หน่วยโครงสร้างและหน้าที่เบื้องต้นของชีวมณฑล

ในระดับนี้ กำลังดำเนินการศึกษาอย่างครอบคลุม โดยครอบคลุมความสัมพันธ์ของส่วนประกอบที่มีชีวิตและสิ่งมีชีวิตที่เป็นส่วนหนึ่งของ biogeocenosis ศึกษาการเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑล วิธีการและรูปแบบของการไหลของวงจรพลังงาน แนวทางนี้ทำให้สามารถคาดการณ์ผลที่ตามมาจากกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ และในรูปแบบของโครงการระหว่างประเทศ "มนุษย์กับชีวมณฑล" เพื่อประสานความพยายามของนักชีววิทยาจากหลายประเทศ

สิ่งที่สำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่งคือการศึกษาประสิทธิภาพทางชีวภาพของ biogeocenoses (การใช้พลังงานของรังสีดวงอาทิตย์ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงและการใช้โดยสิ่งมีชีวิต heterotrophic ของพลังงานที่จัดเก็บโดย autotrophs)

หมายเหตุ2

ความจำเป็นในการศึกษารายละเอียดระดับชีวทรงกลมของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิตนั้นเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่า biogeocenoses เป็นสภาพแวดล้อมที่กระบวนการของชีวิตเกิดขึ้นบนโลกของเรา

ระดับองค์กร ระบบชีวิต สะท้อนถึงการอยู่ใต้บังคับบัญชา ลำดับชั้นขององค์กรโครงสร้างแห่งชีวิต ความซับซ้อนของการจัดระเบียบของระบบแตกต่างกัน (เซลล์จะง่ายกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์หรือประชากร)

มาตรฐานการครองชีพ - นี่คือรูปแบบและวิถีของการดำรงอยู่ของมัน (ไวรัสมีอยู่ในรูปแบบของโมเลกุล DNA หรือ RNA ที่ล้อมรอบด้วยเปลือกโปรตีน - รูปแบบของการดำรงอยู่ของไวรัส อย่างไรก็ตามคุณสมบัติของระบบสิ่งมีชีวิตที่ไวรัสแสดงให้เห็นเท่านั้น เมื่อมันเข้าสู่เซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่นที่ซึ่งมันทวีคูณ - วิธีที่มีอยู่)

ระดับองค์กร	ระบบชีวภาพ	ส่วนประกอบที่ประกอบขึ้นเป็นระบบ	กระบวนการหลัก
1. ระดับพันธุกรรมระดับโมเลกุล	โมเลกุล	แยกไบโอโพลีเมอร์ (DNA, RNA, โปรตีน, ไขมัน, คาร์โบไฮเดรต, ฯลฯ );	ในระดับของชีวิตนี้มีการศึกษาปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง (การกลายพันธุ์) และการสืบพันธุ์ของสารพันธุกรรมเมแทบอลิซึม
2. เซลลูล่าร์		คอมเพล็กซ์ของโมเลกุลของสารประกอบเคมีและออร์แกเนลล์ของเซลล์	การสังเคราะห์สารอินทรีย์จำเพาะ การควบคุมปฏิกิริยาเคมี การแบ่งเซลล์; การมีส่วนร่วมขององค์ประกอบทางเคมีของโลกและพลังงานของดวงอาทิตย์ในระบบชีวภาพ
3. ผ้า		เซลล์และสารระหว่างเซลล์	การเผาผลาญอาหาร; ความหงุดหงิด
4. ออร์แกน		ผ้าประเภทต่างๆ	การย่อย; การแลกเปลี่ยนก๊าซ การขนส่งสาร การเคลื่อนไหว ฯลฯ
5. อินทรีย์	สิ่งมีชีวิต	ระบบอวัยวะ	การเผาผลาญอาหาร; หงุดหงิด; การสืบพันธุ์; การกำเนิด การควบคุมระบบประสาทและอารมณ์ของกระบวนการสำคัญ สร้างความมั่นใจในความสอดคล้องกลมกลืนของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม
6. ประชากร-สายพันธุ์	ประชากร	กลุ่มของบุคคลที่เกี่ยวข้องรวมกันโดยกลุ่มยีนและปฏิสัมพันธ์เฉพาะกับสิ่งแวดล้อม	เอกลักษณ์ทางพันธุกรรม ปฏิสัมพันธ์ระหว่างบุคคลและประชากร การสะสมของการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการเบื้องต้น การพัฒนาการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป
7. ชีวภาพชีวภาพ	Biogeocenosis	ประชากรของสายพันธุ์ต่าง ๆ ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม พื้นที่ที่มีสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน	วัฏจักรชีวภาพของสารและการไหลของพลังงานที่หล่อเลี้ยงชีวิต ความสมดุลที่เคลื่อนที่ได้ระหว่างประชากรที่มีชีวิตและสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต ให้ประชากรที่มีสภาพความเป็นอยู่และทรัพยากร
8. biospheric	ชีวมณฑล	Biogeocenoses และผลกระทบต่อมนุษย์	ปฏิสัมพันธ์อย่างแข็งขันของสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต (เฉื่อย) ของโลก การไหลเวียนทั่วโลกทางชีวภาพ การมีส่วนร่วมทางชีวธรณีเคมีของมนุษย์ในทุกกระบวนการของชีวมณฑล

การมอบหมายงานเฉพาะเรื่อง

ส่วน A

A1. ระดับที่ศึกษากระบวนการของการย้ายถิ่นของอะตอมที่เรียกว่า:

1) ชีวภาพชีวภาพ
2) ชีวมณฑล
3) พันธุ์ประชากร
4) อณูพันธุศาสตร์

A2. ในระดับพันธุ์ประชากร พวกเขาศึกษา:

1) การกลายพันธุ์ของยีน
2) ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในสายพันธุ์เดียวกัน
3) ระบบอวัยวะ
4) กระบวนการเผาผลาญในร่างกาย

A3. การรักษาองค์ประกอบทางเคมีของร่างกายที่ค่อนข้างคงที่เรียกว่า

1) เมแทบอลิซึม
2) การดูดซึม
3) สภาวะสมดุล
4) การปรับตัว

A4. การเกิดขึ้นของการกลายพันธุ์นั้นสัมพันธ์กับคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตเช่น

1) กรรมพันธุ์
2) ความแปรปรวน
3) ความหงุดหงิด
4) การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง

A5. ระบบชีวภาพใดต่อไปนี้สร้างมาตรฐานการครองชีพสูงสุด

1) เซลล์อะมีบา
2) ไวรัสไข้ทรพิษ
3) ฝูงกวาง
4) เขตอนุรักษ์ธรรมชาติ

A6. ตัวอย่างการดึงมือออกจากวัตถุร้อน

1) หงุดหงิด
2) ความสามารถในการปรับตัว
3) การสืบทอดคุณลักษณะจากผู้ปกครอง
4) การควบคุมตนเอง

A7. ตัวอย่างการสังเคราะห์ด้วยแสง การสังเคราะห์โปรตีน

1) เมแทบอลิซึมของพลาสติก
2) การเผาผลาญพลังงาน
3) โภชนาการและการหายใจ
4) สภาวะสมดุล

A8. ข้อใดมีความหมายเหมือนกันกับแนวคิดของ "การเผาผลาญ"

1) แอแนบอลิซึม
2) แคแทบอลิซึม
3) การดูดซึม
4) การเผาผลาญ

ส่วนข

ใน 1 เลือกกระบวนการที่ศึกษาในระดับอณูพันธุศาสตร์ของชีวิต:

1) การจำลองดีเอ็นเอ
2) การถ่ายทอดทางพันธุกรรมของโรคดาวน์
3) ปฏิกิริยาของเอนไซม์
4) โครงสร้างของไมโตคอนเดรีย
5) โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์
6) การไหลเวียนโลหิต

ใน 2 เชื่อมโยงธรรมชาติของการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตกับสภาวะที่พวกมันพัฒนาขึ้น

ส่วน C

C1. การปรับตัวของพืชชนิดใดที่ทำให้พวกเขาสืบพันธุ์และตั้งถิ่นฐานใหม่ได้?
ค2. อะไรคือสิ่งที่เหมือนกันและอะไรคือความแตกต่างระหว่างองค์กรระดับต่าง ๆ ของชีวิต?

ระดับของการจัดระเบียบของโลกอินทรีย์เป็นสภาวะที่ไม่ต่อเนื่องของระบบทางชีววิทยา มีลักษณะเฉพาะโดยการอยู่ใต้บังคับบัญชา ความเชื่อมโยงถึงกัน และรูปแบบเฉพาะ

ระดับโครงสร้างการจัดระเบียบชีวิตมีความหลากหลายอย่างมาก แต่ระดับหลักคือระดับโมเลกุล ระดับเซลล์ ยีนออนโทจีเนติก สปีชีส์ของประชากร ไบโอเซโนติก และไบโอสเฟียร์

1. มาตรฐานการครองชีพระดับโมเลกุล งานที่สำคัญที่สุดของชีววิทยาในขั้นตอนนี้คือการศึกษากลไกการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรม พันธุกรรม และความแปรปรวน

มีหลายกลไกของความแปรปรวนในระดับโมเลกุล ที่สำคัญที่สุดคือกลไกของการกลายพันธุ์ของยีน - การเปลี่ยนแปลงโดยตรงของยีนเองภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอก ปัจจัยที่ก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ ได้แก่ การแผ่รังสี สารเคมีที่เป็นพิษ ไวรัส

กลไกของความแปรปรวนอีกประการหนึ่งคือการรวมตัวกันของยีน กระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้นในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในสิ่งมีชีวิตที่สูงขึ้น ในกรณีนี้ ปริมาณข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดจะไม่เปลี่ยนแปลง

กลไกความแปรปรวนอีกประการหนึ่งถูกค้นพบในปี 1950 เท่านั้น นี่คือการรวมตัวของยีนที่ไม่คลาสสิกซึ่งมีปริมาณข้อมูลทางพันธุกรรมเพิ่มขึ้นโดยทั่วไปเนื่องจากการรวมองค์ประกอบทางพันธุกรรมใหม่ในจีโนมของเซลล์ บ่อยครั้งที่องค์ประกอบเหล่านี้ถูกนำเข้าสู่เซลล์โดยไวรัส

2. ระดับเซลล์ ทุกวันนี้ วิทยาศาสตร์ได้กำหนดไว้อย่างน่าเชื่อถือว่าหน่วยอิสระที่เล็กที่สุดของโครงสร้าง การทำงานและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตคือเซลล์ ซึ่งเป็นระบบทางชีววิทยาเบื้องต้นที่สามารถต่ออายุได้เอง สืบพันธุ์ด้วยตนเอง และพัฒนาได้ เซลล์วิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเซลล์ที่มีชีวิต โครงสร้าง การทำงานเป็นระบบสิ่งมีชีวิตเบื้องต้น สำรวจการทำงานของส่วนประกอบเซลล์แต่ละส่วน กระบวนการสืบพันธุ์ของเซลล์ การปรับตัวให้เข้ากับสภาวะแวดล้อม ฯลฯ เซลล์วิทยายังศึกษาคุณลักษณะของเซลล์เฉพาะทางอีกด้วย การก่อตัวของหน้าที่พิเศษและการพัฒนาโครงสร้างเซลล์เฉพาะ ดังนั้นเซลล์วิทยาสมัยใหม่จึงถูกเรียกว่าสรีรวิทยาของเซลล์

ความก้าวหน้าที่สำคัญในการศึกษาเซลล์เกิดขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 19 เมื่อมีการค้นพบและอธิบายนิวเคลียสของเซลล์ จากการศึกษาเหล่านี้ ทฤษฎีเซลล์ได้ถูกสร้างขึ้น ซึ่งกลายเป็นเหตุการณ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดทางชีววิทยาในศตวรรษที่ 19 ทฤษฎีนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาตัวอ่อน สรีรวิทยา และทฤษฎีวิวัฒนาการ

ส่วนที่สำคัญที่สุดของเซลล์ทั้งหมดคือนิวเคลียส ซึ่งจัดเก็บและทำซ้ำข้อมูลทางพันธุกรรม ควบคุมกระบวนการเผาผลาญในเซลล์

เซลล์ทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

โปรคาริโอต - เซลล์ที่ไม่มีนิวเคลียส

ยูคาริโอตเป็นเซลล์ที่มีนิวเคลียส

จากการศึกษาเซลล์ที่มีชีวิต นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจกับการมีอยู่ของสารอาหารหลักสองประเภท ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท:

Autotrophic - ผลิตสารอาหารของตัวเอง

· Heterotrophic - ไม่สามารถทำได้หากไม่มีอาหารออร์แกนิก

ต่อมาได้มีการชี้แจงปัจจัยที่สำคัญเช่นความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการสังเคราะห์สารที่จำเป็น (วิตามิน ฮอร์โมน) ให้พลังงานแก่ตนเองการพึ่งพาสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยา ฯลฯ ดังนั้นธรรมชาติที่ซับซ้อนและแตกต่างของความสัมพันธ์จึงบ่งบอกถึงความต้องการ สำหรับแนวทางการศึกษาชีวิตในระดับออนโทจีเนติกอย่างเป็นระบบ .

3. ระดับออนโทจีเนติก สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ระดับนี้เกิดขึ้นจากการก่อตัวของสิ่งมีชีวิต หน่วยพื้นฐานของชีวิตคือปัจเจก และปรากฏการณ์เบื้องต้นคือการกำเนิด สรีรวิทยาเกี่ยวข้องกับการศึกษาการทำงานและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ วิทยาศาสตร์นี้พิจารณากลไกการออกฤทธิ์ของหน้าที่ต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต ความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน กฎระเบียบและการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมภายนอก กำเนิดและการก่อตัวของกระบวนการวิวัฒนาการและการพัฒนาบุคคล อันที่จริงนี่คือกระบวนการของการสร้างเซลล์ - การพัฒนาของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่แรกเกิดถึงตาย ในกรณีนี้ การเจริญเติบโต การเคลื่อนไหวของโครงสร้างส่วนบุคคล ความแตกต่างและความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้น

สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทั้งหมดประกอบด้วยอวัยวะและเนื้อเยื่อ เนื้อเยื่อคือกลุ่มของเซลล์ที่เชื่อมต่อทางกายภาพและสารระหว่างเซลล์เพื่อทำหน้าที่บางอย่าง การศึกษาของพวกเขาเป็นเรื่องของจุล

อวัยวะเป็นหน่วยการทำงานที่ค่อนข้างใหญ่ซึ่งรวมเนื้อเยื่อต่างๆ เข้าเป็นคอมเพล็กซ์ทางสรีรวิทยา ในทางกลับกัน อวัยวะเป็นส่วนหนึ่งของหน่วยที่ใหญ่ขึ้น - ระบบร่างกาย ในหมู่พวกเขามีระบบประสาท, การย่อยอาหาร, หัวใจและหลอดเลือด, ระบบทางเดินหายใจและอื่น ๆ สัตว์เท่านั้นที่มีอวัยวะภายใน

4. ระดับประชากร-ชีวเคมี นี่คือระดับชีวิตที่เหนือกว่า ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของประชากร ตรงกันข้ามกับประชากร สปีชีส์คือกลุ่มของบุคคลที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติทางสรีรวิทยาคล้ายคลึงกัน มีต้นกำเนิดร่วมกัน และสามารถผสมข้ามพันธุ์ได้อย่างอิสระและให้กำเนิดลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์ สปีชีส์มีอยู่ผ่านประชากรที่เป็นตัวแทนของระบบเปิดทางพันธุกรรมเท่านั้น ชีววิทยาของประชากรคือการศึกษาประชากร

คำว่า "ประชากร" ได้รับการแนะนำโดยหนึ่งในผู้ก่อตั้งพันธุศาสตร์ V. Johansen ผู้ซึ่งเรียกมันว่ากลุ่มสิ่งมีชีวิตที่ต่างกันทางพันธุกรรม ต่อมา ประชากรเริ่มถูกมองว่าเป็นระบบที่ครบถ้วนและมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง มันคือประชากรที่เป็นระบบจริงที่มีชนิดของสิ่งมีชีวิตอยู่

ประชากรเป็นระบบเปิดทางพันธุกรรม เนื่องจากการแยกตัวของประชากรไม่สมบูรณ์และไม่สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรมได้เป็นครั้งคราว มันคือประชากรที่ทำหน้าที่เป็นหน่วยพื้นฐานของวิวัฒนาการการเปลี่ยนแปลงในแหล่งรวมยีนของพวกมันนำไปสู่การเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่

ประชากรที่มีความสามารถในการดำรงอยู่อย่างอิสระและการเปลี่ยนแปลงจะรวมกันเป็นหนึ่งเดียวในระดับเหนือสิ่งมีชีวิตถัดไป - biocenoses Biocenosis - กลุ่มประชากรที่อาศัยอยู่ในพื้นที่หนึ่ง

biocenosis เป็นระบบปิดสำหรับประชากรต่างประเทศ สำหรับประชากรที่เป็นส่วนประกอบเป็นระบบเปิด

5. ระดับไบโอจีโอซีโทนิก Biogeocenosis เป็นระบบที่มีเสถียรภาพที่สามารถอยู่ได้นาน ดุลยภาพในระบบสิ่งมีชีวิตเป็นพลวัต กล่าวคือ แสดงถึงการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องรอบจุดที่มั่นคง เพื่อการทำงานที่เสถียร จำเป็นต้องมีความคิดเห็นระหว่างการควบคุมและการสั่งงานระบบย่อย วิธีการรักษาสมดุลแบบไดนามิกระหว่างองค์ประกอบต่างๆ ของ biogeocenosis ซึ่งเกิดจากการแพร่พันธุ์ของบางชนิดและการลดลงหรือการหายตัวไปของสิ่งอื่นซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณภาพของสิ่งแวดล้อมเรียกว่าภัยพิบัติทางนิเวศวิทยา

Biogeocenosis เป็นระบบควบคุมตนเองที่สำคัญซึ่งระบบย่อยหลายประเภทมีความโดดเด่น ระบบหลักคือผู้ผลิตที่ประมวลผลเรื่องที่ไม่มีชีวิตโดยตรง ผู้บริโภค - ระดับรองที่ได้รับสสารและพลังงานจากการใช้ผู้ผลิต จากนั้นมาผู้บริโภคอันดับสอง นอกจากนี้ยังมีสัตว์กินของเน่าและตัวย่อยสลาย

วัฏจักรของสารผ่านระดับเหล่านี้ใน biogeocenosis: ชีวิตเกี่ยวข้องกับการใช้ การแปรรูป และการฟื้นฟูโครงสร้างต่างๆ ใน biogeocenosis - การไหลของพลังงานทางเดียว ทำให้เป็นระบบเปิดที่เชื่อมต่อกับ biogeocenoses ที่อยู่ใกล้เคียงอย่างต่อเนื่อง

การควบคุมตนเองของ biogeocens ประสบความสำเร็จมากขึ้นจำนวนองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบจะมีความหลากหลายมากขึ้น ความเสถียรของ biogeocenoses ยังขึ้นอยู่กับความหลากหลายของส่วนประกอบด้วย การสูญเสียส่วนประกอบตั้งแต่หนึ่งอย่างขึ้นไปอาจนำไปสู่ความไม่สมดุลที่ไม่สามารถย้อนกลับได้และการตายของส่วนประกอบดังกล่าวในฐานะระบบที่ครบถ้วน

6. ระดับชีวมณฑล นี่คือองค์กรระดับสูงสุดแห่งชีวิต ครอบคลุมปรากฏการณ์ชีวิตทั้งหมดบนโลกของเรา ชีวมณฑลเป็นสิ่งมีชีวิตของโลกและสิ่งแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงโดยมัน เมแทบอลิซึมทางชีวภาพเป็นปัจจัยที่รวมองค์กรระดับอื่น ๆ ทั้งหมดของชีวิตไว้ในชีวมณฑลเดียว ในระดับนี้มีการไหลเวียนของสารและการเปลี่ยนแปลงของพลังงานที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อาศัยอยู่บนโลก ดังนั้นชีวมณฑลจึงเป็นระบบนิเวศเดียว การศึกษาการทำงานของระบบ โครงสร้างและหน้าที่ของระบบนี้เป็นงานที่สำคัญที่สุดของชีววิทยาในระดับของชีวิตนี้ นิเวศวิทยา biocenology และ biogeochemistry มีส่วนร่วมในการศึกษาปัญหาเหล่านี้

การพัฒนาหลักคำสอนของชีวมณฑลนั้นเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกกับชื่อของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียที่โดดเด่น V.I. เวอร์นาดสกี้ เขาเป็นคนที่สามารถพิสูจน์ความเชื่อมโยงของโลกอินทรีย์ในโลกของเราซึ่งทำหน้าที่เป็นสิ่งที่แยกออกไม่ได้เพียงชิ้นเดียวด้วยกระบวนการทางธรณีวิทยาบนโลก Vernadsky ค้นพบและศึกษาหน้าที่ทางชีวธรณีเคมีของสิ่งมีชีวิต

ต้องขอบคุณการย้ายถิ่นของอะตอมทำให้สิ่งมีชีวิตทำหน้าที่ธรณีเคมี วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ระบุหน้าที่ธรณีเคมีห้าประการที่สิ่งมีชีวิตดำเนินการ

1. ฟังก์ชันความเข้มข้นจะแสดงในการสะสมขององค์ประกอบทางเคมีบางอย่างภายในสิ่งมีชีวิตเนื่องจากกิจกรรมของพวกมัน ผลที่ตามมาคือการเกิดขึ้นของปริมาณสำรองแร่

2. ฟังก์ชั่นการขนส่งมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับหน้าที่แรก เนื่องจากสิ่งมีชีวิตมีองค์ประกอบทางเคมีที่พวกเขาต้องการ ซึ่งจะสะสมในแหล่งที่อยู่อาศัยของพวกมัน

3. ฟังก์ชั่นพลังงานให้กระแสพลังงานที่เจาะเข้าไปในชีวมณฑล ซึ่งทำให้สามารถทำหน้าที่ทางชีวภาพทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตได้

4. ฟังก์ชั่นการทำลายล้าง - หน้าที่ของการทำลายและการประมวลผลซากอินทรีย์ในระหว่างกระบวนการนี้สารที่สะสมโดยสิ่งมีชีวิตจะกลับสู่วัฏจักรธรรมชาติมีวัฏจักรของสารในธรรมชาติ

5. Mean-forming function - การเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมภายใต้อิทธิพลของสิ่งมีชีวิต ลักษณะที่ปรากฏของโลกสมัยใหม่ทั้งหมด - องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศ, ไฮโดรสเฟียร์, ชั้นบนของเปลือกโลก; แร่ธาตุส่วนใหญ่ สภาพภูมิอากาศเป็นผลมาจากการกระทำของชีวิต

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดในธรรมชาติประกอบด้วยองค์กรระดับเดียวกัน ซึ่งเป็นรูปแบบทางชีวภาพที่มีลักษณะเฉพาะที่พบได้ทั่วไปในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ระดับการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิตต่อไปนี้มีความโดดเด่น - โมเลกุล, เซลล์, เนื้อเยื่อ, อวัยวะ, สิ่งมีชีวิต, ชนิดของประชากร, biogeocenotic, biospheric

1. ระดับพันธุกรรมระดับโมเลกุล นี่คือลักษณะระดับเบื้องต้นที่สุดของชีวิต ไม่ว่าโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตจะซับซ้อนหรือเรียบง่ายเพียงใด พวกมันทั้งหมดประกอบด้วยสารประกอบโมเลกุลเดียวกัน ตัวอย่างนี้คือกรดนิวคลีอิก โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และสารเชิงซ้อนเชิงซ้อนระดับโมเลกุลอื่นๆ ของสารอินทรีย์และอนินทรีย์ บางครั้งเรียกว่าสารโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีวภาพ ในระดับโมเลกุล กระบวนการชีวิตต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้น: เมแทบอลิซึม การแปลงพลังงาน ด้วยความช่วยเหลือของระดับโมเลกุลการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมจะดำเนินการสร้างออร์แกเนลล์แต่ละตัวและกระบวนการอื่น ๆ เกิดขึ้น

2. ระดับเซลล์ เซลล์เป็นหน่วยโครงสร้างและหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก แต่ละออร์แกเนลล์ในเซลล์มีโครงสร้างเฉพาะและทำหน้าที่เฉพาะ หน้าที่ของออร์แกเนลล์แต่ละตัวในเซลล์นั้นเชื่อมโยงถึงกันและดำเนินกระบวนการชีวิตร่วมกัน ในสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียว กระบวนการของชีวิตทั้งหมดเกิดขึ้นในเซลล์เดียว และเซลล์หนึ่งมีอยู่ในฐานะสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกัน (สาหร่ายเซลล์เดียว คลามีโดโมนัส คลอเรลลาและโปรโตซัว - อะมีบา ซิลิเอต เป็นต้น) ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ หนึ่งเซลล์ไม่สามารถดำรงอยู่ในฐานะสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกัน แต่เป็นหน่วยโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต

3. ระดับเนื้อเยื่อ

ชุดของเซลล์และสารระหว่างเซลล์ที่มีต้นกำเนิด โครงสร้าง และหน้าที่คล้ายคลึงกันจะก่อตัวเป็นเนื้อเยื่อ ระดับเนื้อเยื่อเป็นเรื่องปกติสำหรับสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เท่านั้น นอกจากนี้ เนื้อเยื่อแต่ละส่วนไม่ใช่สิ่งมีชีวิตแบบองค์รวมที่เป็นอิสระ ตัวอย่างเช่น ร่างกายของสัตว์และมนุษย์ประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่แตกต่างกันสี่ส่วน (เยื่อบุผิว เกี่ยวพัน กล้ามเนื้อ และประสาท) เนื้อเยื่อพืชเรียกว่า: การศึกษา, จำนวนเต็ม, การสนับสนุน, สื่อกระแสไฟฟ้าและการขับถ่าย

4.ระดับอวัยวะ

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ การรวมตัวกันของเนื้อเยื่อที่เหมือนกันหลายชิ้นซึ่งมีโครงสร้าง ต้นกำเนิดและหน้าที่คล้ายคลึงกัน ก่อให้เกิดระดับอวัยวะ แต่ละอวัยวะมีเนื้อเยื่อหลายส่วน แต่หนึ่งในนั้นสำคัญที่สุด อวัยวะที่แยกจากกันไม่สามารถดำรงอยู่เป็นสิ่งมีชีวิตทั้งหมดได้ อวัยวะต่าง ๆ ซึ่งมีโครงสร้างและหน้าที่คล้ายคลึงกัน รวมตัวกันเพื่อสร้างระบบอวัยวะ เช่น การย่อยอาหาร การหายใจ การไหลเวียนโลหิต เป็นต้น

5. ระดับสิ่งมีชีวิต

พืช (คลามีโดโมนัส, คลอเรลลา) และสัตว์ (อะมีบา, อินฟูโซเรีย ฯลฯ) ซึ่งร่างกายประกอบด้วยเซลล์เดียวเป็นสิ่งมีชีวิตอิสระ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่แยกจากกันถือเป็นสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกัน ในแต่ละสิ่งมีชีวิต กระบวนการที่สำคัญทั้งหมดที่มีลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเกิดขึ้น - โภชนาการ การหายใจ เมตาบอลิซึม ความหงุดหงิด การสืบพันธุ์ ฯลฯ สิ่งมีชีวิตอิสระแต่ละชนิดจะทิ้งลูกหลานไว้เบื้องหลัง ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ และระบบอวัยวะไม่ใช่สิ่งมีชีวิตที่แยกจากกัน เฉพาะระบบสำคัญของอวัยวะที่เชี่ยวชาญในการทำหน้าที่ต่าง ๆ เท่านั้นที่สร้างสิ่งมีชีวิตอิสระที่แยกจากกัน การพัฒนาของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่การปฏิสนธิจนถึงจุดสิ้นสุดของชีวิตต้องใช้เวลาช่วงหนึ่ง การพัฒนาเฉพาะตัวของแต่ละสิ่งมีชีวิตนี้เรียกว่าออนโทจีนี สิ่งมีชีวิตสามารถมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับสิ่งแวดล้อม

6. ระดับประชากร-พันธุ์.

มวลรวมของบุคคลในสปีชีส์หนึ่งหรือกลุ่มหนึ่งซึ่งดำรงอยู่เป็นเวลานานในบางส่วนของช่วงที่ค่อนข้างแตกต่างจากมวลรวมอื่นๆ ของสปีชีส์เดียวกันถือเป็นประชากร ในระดับประชากร การเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการที่ง่ายที่สุดจะดำเนินการ ซึ่งก่อให้เกิดการเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่อย่างค่อยเป็นค่อยไป

7. ระดับชีวภาพ

จำนวนรวมของสิ่งมีชีวิตในสปีชีส์ที่แตกต่างกันและการจัดระเบียบของความซับซ้อนที่แตกต่างกัน ปรับให้เข้ากับสภาวะแวดล้อมเดียวกัน เรียกว่า biogeocenosis หรือชุมชนธรรมชาติ องค์ประกอบของ biogeocenosis ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตหลายประเภทและสภาพแวดล้อม ใน biogeocenoses ตามธรรมชาติ พลังงานจะถูกสะสมและถ่ายโอนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่ง Biogeocenosis รวมถึงสารอนินทรีย์สารประกอบอินทรีย์และสิ่งมีชีวิต

8. ระดับชีวมณฑล

จำนวนรวมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกของเราและที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติทั่วไปของพวกมันถือเป็นระดับชีวทรงกลม ในระดับชีวทรงกลม ชีววิทยาสมัยใหม่สามารถแก้ปัญหาระดับโลกได้ เช่น การกำหนดความเข้มข้นของการก่อตัวของออกซิเจนอิสระโดยพืชพันธุ์ของโลกที่ปกคลุม หรือการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของมนุษย์ บทบาทหลักในระดับชีวทรงกลมนั้นเล่นโดย "สารที่มีชีวิต" นั่นคือจำนวนทั้งสิ้นของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในโลก นอกจากนี้ ในระดับชีวมณฑล "สารเฉื่อยทางชีวภาพ" ซึ่งเกิดขึ้นจากกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตและสาร "เฉื่อย" เช่น สภาพแวดล้อม สสาร ในระดับชีวทรงกลม การไหลเวียนของสารและพลังงานบนโลกเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในชีวมณฑล

กลับ