1.Composition chimique. Les êtres vivants sont constitués des mêmes éléments chimiques que les non-vivants, mais dans les organismes, il existe des molécules de substances qui ne sont caractéristiques que des êtres vivants (acides nucléiques, protéines, lipides).
2.Discrétion et intégrité. Tout système biologique (cellule, organisme, espèce, etc.) est constitué de parties distinctes, c'est-à-dire discret. L'interaction de ces parties forme un système intégral (par exemple, le corps comprend des organes séparés qui sont structurellement et fonctionnellement connectés en un seul tout).
3.Organisation structurelle. Les systèmes vivants sont capables de créer de l'ordre à partir du mouvement chaotique des molécules, formant certaines structures. Les êtres vivants sont caractérisés par l'ordre dans l'espace et dans le temps. Il s'agit d'un complexe de processus métaboliques autorégulateurs complexes se produisant dans un ordre strictement défini, visant à maintenir la constance de l'environnement interne - l'homéostasie.
4.Métabolisme et énergie. Les organismes vivants sont des systèmes ouverts qui échangent constamment de la matière et de l'énergie avec l'environnement. Lorsque les conditions environnementales changent, l'autorégulation des processus vitaux se produit selon le principe de rétroaction, visant à rétablir la constance de l'environnement interne - l'homéostasie. Par exemple, les déchets peuvent avoir un effet inhibiteur fort et strictement spécifique sur les enzymes qui constituent le maillon initial d'une longue chaîne de réactions.
5.Auto-reproduction. Auto-mise à jour. La durée de vie de tout système biologique est limitée. Pour maintenir la vie, un processus d'auto-reproduction se produit, associé à la formation de nouvelles molécules et structures qui portent l'information génétique contenue dans les molécules d'ADN.
6.Hérédité. La molécule d'ADN est capable de stocker et de transmettre des informations héréditaires, grâce au principe matriciel de réplication, assurant une continuité matérielle entre les générations.
7.Variabilité. Lors de la transmission d'informations héréditaires, diverses déviations se produisent parfois, entraînant une modification des caractéristiques et des propriétés des descendants. Si ces changements sont favorables à la vie, ils peuvent être fixés par sélection.
8.La croissance et le développement. Les organismes héritent de certaines informations génétiques sur la possibilité de développer certains traits. La réalisation de l'information se produit au cours du développement individuel - l'ontogenèse. À un certain stade de l'ontogenèse, la croissance de l'organisme s'effectue, associée à la reproduction de molécules, de cellules et d'autres structures biologiques. La croissance s'accompagne de développement.
9. Irritabilité et mouvement. Tous les êtres vivants réagissent sélectivement aux influences extérieures avec des réactions spécifiques dues à la propriété d'irritabilité. Les organismes répondent à la stimulation par le mouvement. La manifestation de la forme du mouvement dépend de la structure de l'organisme.
3. Manifestations de la vie sur notre planète extrêmement varié. À cet égard, différents niveaux d'organisation de la matière vivante sont distingués, qui reflètent la subordination, la hiérarchie de l'organisation structurelle de la vie. Le concept de niveaux d'organisation est basé sur le principe de discrétion.
Moléculaire niveau. Les unités élémentaires de ce niveau d'organisation de la vie sont les produits chimiques : acides nucléiques, protéines, glucides, lipides, etc. stratégie principale de la vie au niveau moléculaire - la capacité de créer de la matière vivante et de coder les informations acquises dans des conditions environnementales changeantes.
Sur le cellulaire Au niveau de l'organisation, divers organites agissent comme des éléments structuraux. La capacité de reproduire leur propre espèce, l'inclusion de divers éléments chimiques de la Terre dans la composition de la cellule, la régulation des réactions chimiques, le stockage et la consommation d'énergie sont les principaux processus de ce niveau. La stratégie de la vie au niveau cellulaire est l'implication des éléments chimiques de la Terre et de l'énergie du Soleil dans les systèmes vivants.
Organisme le niveau d'organisation est inhérent aux biosystèmes unicellulaires et multicellulaires (plantes, champignons, animaux, y compris humains et divers micro-organismes). Les organismes vivants présentent des propriétés telles que la nutrition, la respiration, l'excrétion, l'irritabilité, la croissance et le développement, la reproduction, le comportement, la durée de vie, les relations avec l'environnement. Ensemble, tous ces processus caractérisent le corps comme un biosystème autorégulateur intégral. La stratégie principale de la vie à ce niveau est l'orientation de l'organisme (individu) pour survivre dans des conditions environnementales en constante évolution.
population-espèce le niveau d'organisation est caractérisé par l'union d'individus apparentés dans une population, et de populations dans une espèce, ce qui conduit à l'émergence de nouvelles propriétés du système. Les principales propriétés de ce niveau sont : fécondité, mortalité, survie, structure (sexe, âge, écologique), densité, abondance, fonctionnement dans la nature. La stratégie principale du niveau population-espèce se manifeste dans une utilisation plus complète des possibilités de l'environnement, dans le désir d'une existence la plus longue possible, dans la préservation des propriétés de l'espèce et le développement indépendant.
Sur le biogéocénotique (écosystème) niveau d'organisation, les principaux éléments structuraux sont des populations d'espèces différentes. Ce niveau est caractérisé par de nombreuses propriétés. Celles-ci incluent : la structure d'un écosystème, la composition spécifique et quantitative de sa population, les types de relations biotiques, les chaînes et réseaux alimentaires, les niveaux trophiques, la productivité, l'énergie, la durabilité, etc. Les propriétés organisatrices se manifestent dans la circulation des substances et la flux d'énergie, autorégulation et durabilité, autonomie, ouverture du système, changements saisonniers. La stratégie principale de ce niveau est l'utilisation active de toute la diversité de l'environnement et la création de conditions favorables au développement et à la prospérité de la vie dans toute sa diversité.
Le plus haut niveau d'organisation de la vie est biosphère. Les principales unités structurelles de ce niveau sont les biogéocénoses (écosystèmes) et leur environnement, c'est-à-dire enveloppe géographique de la Terre (atmosphère, hydrosphère, sol, rayonnement solaire, etc.) et impact anthropique. Pour ce niveau, l'organe et les organisations se caractérisent par : une interaction active de la matière vivante et non vivante de la planète ; la circulation biologique des substances et des flux d'énergie avec les cycles géochimiques qui y sont inclus ; l'activité économique et ethnoculturelle de l'homme. La stratégie principale de la vie au niveau biosphérique est le désir d'assurer la stabilité dynamique de la biosphère en tant que plus grand écosystème de notre planète.
cellulaire; biologie cellulaire (cytologie) - l'un des principaux. sections de la biologie moderne, comprend des problèmes de morphologie. organisation cellulaire, spécialisation cellulaire au cours du développement, fonctions de la membrane cellulaire, mécanismes et régulation de la division cellulaire. Ces problèmes revêtent une importance particulière pour la médecine, en particulier, ils sont à la base du problème du cancer.
Au niveau de l'organismeétudier l'individu et les caractéristiques structurelles qui lui sont inhérentes dans son ensemble, fiziol. processus, y compris la différenciation, les mécanismes d'adaptation (acclimatation) et le comportement, en particulier - les mécanismes de régulation neuro-humoraux, les fonctions du système nerveux central. Au niveau des organes les principaux problèmes sont d'étudier les caractéristiques de la structure et des fonctions d'otd. organes et leurs tissus constitutifs
La biologie - la science de la vie (du grec bios - vie, logos - science) - étudie les schémas de vie et de développement des êtres vivants. Le terme "biologie" a été proposé par le botaniste allemand G. Treviranus en 1802 et le naturaliste français J. Lamarck en 1809. La biologie appartient aux sciences naturelles, au même titre que la chimie, la physique, l'astronomie, la géologie. La biologie moderne est l'ensemble des sciences de la nature vivante. Chacune des sciences biologiques a ses propres objets d'étude, ses problèmes et utilise des méthodes de recherche différentes. La biologie étudie toutes les formes d'organismes vivants, des virus à l'homme, leur structure, leurs fonctions, leur développement, leur origine, leurs relations entre eux et avec l'environnement. Le système des sciences biologiques est complexe, ce qui est lié à la diversité des formes de vie sur Terre. 2
En biologie, on distingue les disciplines qui étudient la morphologie, c'est-à-dire la structure des organismes, et la physiologie, c'est-à-dire les processus se produisant dans les organismes vivants et le métabolisme entre l'organisme et l'environnement. Les sciences morphologiques comprennent, par exemple, la cytologie, qui étudie la structure de la cellule ; histologie - la science des tissus; anatomie - sur la forme et la structure des organes individuels, des systèmes et du corps dans son ensemble. Distinguer l'anatomie des humains, des animaux, des plantes. L'anatomie comparée est l'étude des similitudes et des différences dans la structure des animaux. 4
Les sciences physiologiques étudient les processus vitaux (fonctions) des organismes animaux et végétaux, leurs systèmes, organes, tissus et cellules individuels. La physiologie humaine et animale est divisée en plusieurs disciplines étroitement liées les unes aux autres. Il existe une physiologie générale, qui étudie les schémas généraux de la réaction du corps et de ses structures à l'influence des facteurs environnementaux, et une spécialité privée, qui étudie les mécanismes de réponse de différentes classes d'animaux (par exemple, les oiseaux ou les mammifères ) ou des organes individuels (par exemple, le foie ou les poumons) aux influences externes . La physiologie végétale étudie les schémas généraux des processus physiologiques et biochimiques, leur essence et la relation entre la vie végétale et les conditions environnementales. 5
La science de l'hérédité et de la variabilité des organismes vivants s'appelle la génétique. Selon l'objet d'étude, on distingue la génétique des plantes, des animaux, des micro-organismes et de l'homme. L'embryologie est l'étude des modèles de développement individuel. La tâche principale de l'écologie est l'étude de l'interaction entre les organismes et l'environnement qui leur permet de survivre, de se développer et de se reproduire. L'anthropologie est la science de l'origine de l'homme et de ses races. Cette science n'est pas seulement biologique, mais aussi sociale, car comprendre l'évolution biologique de l'homme est impossible sans étudier les schémas de développement de la société humaine. 6
La biologie moderne se caractérise par une forte spécialisation des disciplines qui y sont incluses et une interaction complexe avec d'autres sciences, telles que la chimie, la physique, les mathématiques, et l'émergence de nouvelles disciplines complexes. L'émergence de nouvelles méthodes de recherche chimiques et physiques en biologie a conduit à l'émergence de sciences telles que la biochimie, la biophysique et la biologie moléculaire. La biochimie étudie la composition chimique des organismes vivants, la transformation des substances au cours de leur vie ; biophysique - propriétés physiques et processus dans les organes, les tissus, les cellules et l'organisme dans son ensemble. La biologie moléculaire étudie les propriétés fondamentales et les manifestations de la vie au niveau moléculaire. La biologie moléculaire est apparue au début des années 1950. 20ième siècle à la suite de l'accumulation de connaissances sur la structure et les fonctions des protéines et des acides nucléiques. L'utilisation de méthodes de recherche complexes a permis d'étudier les structures et les fonctions de l'appareil génétique des cellules, le mécanisme de mise en œuvre de l'information génétique, etc. De nouvelles disciplines sont apparues comme la génétique moléculaire, la virologie moléculaire, etc. 7
Une place importante en biologie est occupée par les domaines de recherche à la fois théoriques et pratiques. Les premiers permettent de faire des découvertes qui assurent le bon développement des disciplines appliquées et peuvent être utilisés par une personne dans des activités pratiques. Compte tenu des réalisations scientifiques et des taux élevés de développement des sciences biologiques, on peut supposer que depuis le milieu du XXe siècle. l'âge de la biologie a commencé. L'analyse génétique moléculaire de l'ADN est utilisée pour l'identification personnelle, la détermination des relations et à d'autres fins médicales. Les méthodes de génie génétique sont utilisées pour produire des produits alimentaires génétiquement modifiés et traiter certaines maladies humaines. Les sciences biologiques représentent la base théorique de la médecine, de l'agronomie, de l'élevage et d'autres branches de l'économie nationale. Par exemple, la connaissance des lois de la génétique et de la sélection permet de créer de nouvelles races animales hautement productives et des variétés végétales plus productives. Les découvertes faites en génie génétique peuvent être utilisées en biotechnologie (pour obtenir des substances biologiquement actives, des antibiotiques, des enzymes, des préparations hormonales, etc.), par clonage. huit
Propriétés fondamentales de la composition chimique vivante. Les êtres vivants sont constitués des mêmes éléments chimiques que les non-vivants, mais dans les organismes, il existe des molécules de substances qui ne sont caractéristiques que des êtres vivants (acides nucléiques, protéines, lipides, glucides). Les substances chimiques qui composent les organismes vivants ont une structure plus complexe que la nature inanimée. Dans les organismes vivants, 98% de la composition chimique repose sur quatre éléments : carbone, oxygène, azote, hydrogène. Dans la nature inanimée, en plus de l'oxygène, le silicium, le fer, le magnésium, etc. sont d'une importance primordiale.L'organisation chimique est étroitement liée à l'ordre de la structure et de la fonction de tout organisme. neuf
Propriétés fondamentales du vivant Discrétion et intégrité. La vie sur terre se manifeste sous forme de formes discrètes. Tout système biologique (cellule, organisme, espèce, etc.) est constitué de parties distinctes, c'est-à-dire discret. L'interaction de ces parties forme un système intégral. Par exemple, la composition de l'organisme comprend des organes séparés, reliés structurellement et fonctionnellement en un seul tout ; tout type d'organisme comprend des individus individuels. La discrétion de la structure est la base de l'ordre structurel, qui crée la possibilité d'auto-renouvellement et de remplacement de certaines parties du système sans violer leurs fonctions. Par exemple, les organites cellulaires "usés" (mitochondries, etc.) sont détruits et remplacés par de nouveaux ; les violations de leurs fonctions (respiration cellulaire, synthèse d'ATP (acide adénosine triphosphorique), etc.) ne se produisent pas. Dix
Propriétés fondamentales du vivant Organisation structurale. Les systèmes vivants sont capables d'ordonner le mouvement chaotique des molécules, formant certaines structures. Les êtres vivants sont caractérisés par l'ordre dans l'espace et le temps. Il s'agit d'un complexe de processus métaboliques autorégulateurs complexes se produisant dans une séquence strictement définie visant à maintenir la constance de l'environnement interne - l'homéostasie. La complexité de l'organisation structurelle du vivant se retrouve à tous les niveaux. Les systèmes biologiques ouverts sont inextricablement liés à l'environnement externe qui affecte les processus qui s'y déroulent. Par exemple, dans les communautés complexes d'organismes appelées biocénoses, il existe diverses interactions et interdépendances entre les individus d'une même espèce et d'espèces différentes, ainsi qu'avec leur environnement extérieur. Onze
Propriétés fondamentales des êtres vivants Métabolisme et énergie. Les organismes vivants sont des systèmes ouverts qui échangent constamment de la matière et de l'énergie avec l'environnement. La base de cet échange est les processus interdépendants d'assimilation et de dissimilation qui se produisent au niveau cellulaire. L'assimilation (similitude) est observée lorsqu'un organisme vivant absorbe les substances nécessaires de l'environnement extérieur et les transforme en substances qui lui sont spécifiques. Ce processus nécessite de l'énergie. Lors de la dissimilation (processus de décomposition de substances complexes en substances simples), l'énergie nécessaire à la réaction de biosynthèse et les produits de désintégration finaux sont libérés. Le métabolisme assure la constance de la composition chimique de toutes les parties du corps. Lorsque les conditions environnementales changent, l'autorégulation des processus vitaux se produit selon le principe de rétroaction, visant à rétablir la constance de l'environnement interne - l'homéostasie. Par exemple, les déchets peuvent avoir un effet inhibiteur fort et strictement spécifique sur les enzymes qui constituent le maillon initial d'une longue chaîne de réactions. 12
Propriétés de base de l'auto-reproduction vivante. La durée de vie de tout système biologique est limitée. Pour maintenir la vie, un processus d'auto-reproduction est nécessaire, associé à la formation de nouvelles structures qui portent l'information génétique que l'on retrouve dans les molécules d'ADN. Au niveau moléculaire, l'auto-reproduction est réalisée sur la base de la synthèse matricielle, c'est-à-dire de nouvelles molécules sont synthétisées selon le programme prévu dans la structure des molécules préexistantes. Les êtres vivants, ayant une durée de vie limitée, se multiplient et laissent derrière eux une progéniture. La reproduction des organismes de toutes les espèces vivant sur Terre maintient l'existence de la biosphère. treize
Propriétés fondamentales des êtres vivants Hérédité. La molécule d'ADN stocke et transmet des informations héréditaires grâce au principe matriciel de réplication, assurant une continuité matérielle entre les générations. L'hérédité est la capacité des organismes à transmettre leurs caractéristiques, propriétés et caractéristiques de développement de génération en génération lors de la reproduction. Variabilité. Il s'agit de l'acquisition par le corps de nouvelles enseignes et propriétés. Lors de la transmission d'informations héréditaires, diverses déviations se produisent parfois, ce qui entraîne une modification des caractéristiques et des propriétés des descendants. La variabilité entraîne la création d'un matériel varié pour la sélection des organismes les plus adaptés à des conditions environnementales données. Si ces changements favorisent la vie, ils sont fixés par sélection. C'est ainsi que de nouvelles espèces apparaissent. La variabilité héréditaire contribue à l'évolution des espèces. Quatorze
Propriétés fondamentales des êtres vivants Croissance et développement. La forme vivante de la matière est caractérisée par un développement individuel et historique. Les organismes héritent de certaines informations génétiques sur la possibilité de développer certains traits. La réalisation de l'information se produit dans le processus de développement individuel - l'ontogenèse. A un certain stade de l'ontogenèse, s'effectue la croissance de l'organisme (augmentation de masse), associée à la reproduction de molécules, cellules et autres structures biologiques et à leur différenciation (apparition de différences de structure et de fonctions). La croissance s'accompagne d'un développement, à la suite duquel un nouvel état qualitatif de l'objet apparaît, de nouvelles structures se forment capables de remplir certaines fonctions. Par exemple, les plantes développent de nouvelles branches dont la structure diffère des autres. Dans la nature inanimée, par exemple, la croissance cristalline se produit en ajoutant des structures similaires. Le développement historique - la phylogenèse - s'accompagne de la formation de nouvelles espèces. Ainsi, toute la diversité des organismes vivants sur Terre est apparue. quinze
Les principales propriétés de la vie Irritabilité et mouvement. La capacité des organismes vivants à répondre sélectivement aux influences extérieures par des réactions spécifiques est appelée irritabilité. Les animaux réagissent plus activement à l'influence de l'environnement extérieur. Les plantes réagissent plus lentement. La réaction des animaux et des humains hautement organisés à l'irritation se produit par le système nerveux et s'appelle un réflexe. L'irritabilité est une propriété universelle de tous les êtres vivants. Les organismes répondent à la stimulation par le mouvement. Les organismes qui n'ont pas de système nerveux et qui mènent une vie attachée, en réponse à l'exposition à un irritant, font des mouvements appelés tropismes. Par exemple, le phototropisme est une réponse à la lumière chez les plantes. Les animaux unicellulaires et certaines cellules d'un organisme multicellulaire, comme les leucocytes, effectuent des mouvements appelés taxis. La réaction à l'exposition à des produits chimiques est appelée chimiotaxie. Les objets inanimés réagissent passivement à l'environnement. Par exemple, si une pierre est poussée, elle se déplacera passivement. seize
Propriétés de base de la vie Autorégulation. La manifestation de toutes les propriétés de base qui caractérisent la vie est associée à l'autorégulation, c'est-à-dire la capacité des systèmes biologiques vivants à maintenir automatiquement les indicateurs physiologiques et autres indicateurs biologiques à un certain niveau constant. Dans l'autorégulation, les facteurs de contrôle n'agissent pas de l'extérieur sur le système régulé, mais se forment directement en lui. Les mécanismes d'autorégulation sont divers et dépendent du niveau d'organisation de la matière vivante. L'autorégulation de tous les processus vitaux dans les organismes est réalisée sur le principe de la rétroaction. L'absence de toute substance active les ressources internes du corps et leur excès est déposé dans la réserve. Par exemple, une augmentation de la concentration de glucose dans le sang entraîne une augmentation de la production de l'hormone pancréatique - l'insuline, qui en réduit la teneur en sucre. À son tour, une diminution de la glycémie ralentit la libération de l'hormone dans la circulation sanguine. L'excès de glucose sous l'influence de l'insuline se transforme en glycogène et se dépose dans la réserve. 17
Niveaux d'organisation de la matière vivante Niveau moléculaire-génétique. Tout système vivant, quelle que soit sa complexité d'organisation, est constitué de macromolécules biologiques : protéines, acides nucléiques et autres substances organiques. Au niveau de la génétique moléculaire, ils étudient les processus physico-chimiques intervenant dans l'organisme (synthèse et dégradation des protéines, des acides nucléiques, des lipides, métabolisme et énergie, copie de l'information génétique). La monotonie des unités discrètes est notée. Quatre bases azotées font partie des acides nucléiques. Vingt acides aminés forment une molécule de protéine. Une unité élémentaire - un gène - est une section d'une molécule d'ADN contenant certaines informations génétiques. Un phénomène élémentaire est la reduplication (auto-reproduction) des molécules d'ADN, qui s'effectue selon le principe de la synthèse matricielle. Il existe une copie de l'information génétique contenue dans les gènes, ce qui assure la continuité et la préservation des propriétés des organismes dans les générations suivantes. Lors de la reduplication, divers troubles peuvent survenir qui modifient l'information génétique (mutations géniques), qui sont à la base de la variabilité. dix-huit
Niveaux d'organisation de la matière vivante Niveau cellulaire. La cellule est l'unité structurelle, fonctionnelle et génétique de base de l'organisation de tous les organismes vivants. Un phénomène élémentaire est les réactions du métabolisme cellulaire. Au niveau cellulaire, la structure des cellules et des composants cellulaires est étudiée. Le métabolisme, qui se produit au niveau de la cellule, est nécessaire à la mise en œuvre de la vie à d'autres niveaux. dix-neuf
Niveaux d'organisation de la matière vivante Niveau ontogénétique. L'unité élémentaire de la vie à ce niveau est un individu (organisme). Au niveau ontogénétique, ils étudient les processus intervenant dans l'organisme, depuis sa naissance jusqu'à la fin de la vie : caractéristiques structurelles, physiologie, mécanismes d'adaptation, comportement, etc. Les changements qui se produisent pendant toute la période de développement individuel d'un individu constituent un phénomène élémentaire à ce niveau. Une variété de formes est caractéristique, associée à des combinaisons spatiales qui déterminent de nouvelles caractéristiques qualitatives de l'organisme. Les processus de l'ontogenèse normale peuvent être perturbés par des influences inhabituelles. Tous les facteurs physiques et chimiques de l'environnement, auxquels les organismes n'ont pas d'adaptation développée au cours du processus d'évolution, peuvent nuire à la reproduction. Par exemple, certains produits chimiques ont des effets tératogènes (provoquant diverses déformations). 20
Niveaux d'organisation de la matière vivante Niveau population-espèce. Une unité élémentaire - une population - est un ensemble d'individus de la même espèce habitant un certain territoire, capables de se croiser entre eux et partiellement ou complètement isolés des autres populations de la même espèce. Dans ce système, des transformations évolutives élémentaires ont lieu, comme la sélection naturelle, les mutations. Au niveau population-espèce, ils étudient les facteurs influant sur la taille des populations, leur composition sexuelle, les problèmes de conservation des espèces menacées, etc. 21
Niveaux d'organisation de la matière vivante Niveaux biogéocénotiques et biosphériques. La structure élémentaire - la biogéocénose - est constituée historiquement de communautés stables de plantes, d'animaux et de micro-organismes qui sont en interaction constante avec les composants de l'atmosphère, de l'hydrosphère et de la lithosphère, c'est-à-dire système intégral autorégulateur et autoportant. La biosphère est la totalité de toutes les biogéocénoses qui forment un complexe unique, couvrant tous les phénomènes de la vie sur la planète. Un phénomène élémentaire au niveau biosphérique est associé à la circulation de matière et d'énergie, qui se produit avec la participation d'organismes vivants. 22
Tous les niveaux d'organisation des êtres vivants sont étroitement interconnectés, ce qui indique l'intégrité de la nature vivante. Sans processus biologiques menés à ces niveaux, l'évolution et l'existence de la vie sur Terre sont impossibles. À un certain stade de développement évolutif, l'homme est apparu. Les relations sociales jouent un rôle majeur dans sa vie. Mais l'homme et toute l'humanité fait partie intégrante de la biosphère, sa santé dépend de sa capacité à s'adapter aux conditions environnementales changeantes. Si cette capacité ne se manifeste pas suffisamment, des maladies peuvent survenir et affecter différents niveaux d'organisation de la vie (cellulaire, ontogénétique). 23
Formes d'existence de la matière vivante Tous les organismes vivants vivant sur Terre sont divisés en deux groupes. Le premier comprend les virus et les phages qui n'ont pas de structure cellulaire. Au second - tous les autres organismes pour lesquels une variété de cellules sont l'unité structurelle principale. 24
Formes d'existence de la matière vivante Les virus complexes ont une enveloppe externe appelée supercapside. Il est construit à partir de la membrane plasmique de la cellule hôte. Les virus complexes comprennent les virus de l'herpès (1), de la grippe, du SIDA, etc. Les virus diffèrent les uns des autres par la forme de la capside et la structure de la coquille. 26
Formes cellulaires La plupart des organismes vivants qui vivent sur Terre ont une structure cellulaire. Dans le processus d'évolution du monde organique, la cellule s'est avérée être le seul système élémentaire dans lequel la manifestation de toutes les lois qui caractérisent la vie est possible. Compte tenu des caractéristiques structurelles des cellules, tous les organismes vivants sont divisés en procaryotes et eucaryotes. 29
des cellules procaryotes. Ce sont des organismes à noyau non formé, représentés par des bactéries et des algues bleues. La plupart d'entre eux sont de petites cellules (jusqu'à 10 microns) et des cellules rondes, ovales ou allongées. Le matériel génétique (ADN) d'un chromosome à anneau unique est situé dans le cytoplasme et n'en est pas séparé par une membrane. Cet analogue du noyau s'appelle un nucléoïde. trente
des cellules eucaryotes. Une cellule est l'unité structurelle, fonctionnelle et génétique de base de l'organisation des êtres vivants, un système vivant élémentaire. Une cellule peut exister en tant qu'organisme séparé (bactéries, protozoaires, certaines algues et champignons) ou en tant que partie des tissus d'animaux multicellulaires, de plantes, de champignons. 31
La matière est une désignation conventionnelle adoptée pour classer tous les organismes vivants sur notre planète. La nature vivante de la Terre est vraiment diversifiée. Les organismes peuvent prendre une variété de tailles, allant des protozoaires et des microbes unicellulaires, passant aux créatures multicellulaires, et se terminant par les plus gros animaux de la planète - les baleines.
L'évolution sur Terre s'est déroulée de telle manière que les organismes se sont développés des plus simples (au sens littéral) aux plus complexes. Alors, qu'elles émergent ou qu'elles disparaissent, de nouvelles espèces se sont améliorées au cours de l'évolution, prenant une apparence de plus en plus bizarre.
Afin de systématiser ce nombre incroyable d'organismes vivants, des niveaux d'organisation de la matière vivante ont été introduits. Le fait est que, malgré les différences d'apparence et de structure, tous les organismes vivants ont des caractéristiques communes: ils sont en quelque sorte constitués de molécules, ont des éléments répétitifs dans leur composition, dans un sens ou dans un autre - fonctions communes des organes; ils se nourrissent, se reproduisent, vieillissent et meurent. En d'autres termes, les propriétés d'un organisme vivant, malgré les différences externes, sont similaires. En fait, en se concentrant sur ces données, on peut retracer comment l'évolution s'est déroulée sur notre planète.
2. Supramoléculaire ou subcellulaire. Niveau auquel se produit la structuration des molécules en organites cellulaires : chromosomes, vacuoles, noyau, etc.
3. Cellulaire. A ce niveau, la matière est représentée comme une unité fonctionnelle élémentaire - une cellule.
4. Niveau des tissus organiques. C'est à ce niveau que se forment tous les organes et tissus d'un organisme vivant, quelle que soit leur complexité : cerveau, langue, rein, etc. Il faut garder à l'esprit que le tissu est un ensemble de cellules unies par une structure commune et une fonction. Un organe est une partie du corps dont les "devoirs" incluent l'exécution d'une fonction bien définie.
5. Niveau ontogénétique ou organisme. A ce niveau, des organes de différentes fonctionnalités sont combinés en un organisme intégral. En d'autres termes, ce niveau est déjà représenté par un individu intégral de toute sorte.
6. Population-espèce. Les organismes ou les individus qui ont une structure, des fonctions et une apparence similaires, et appartiennent donc à la même espèce, sont inclus dans la même population. En biologie, une population est comprise comme la totalité de tous les individus d'une espèce donnée. À leur tour, tous forment un système génétiquement unifié et isolé. La population vit dans un certain endroit - aire de répartition et, en règle générale, ne se croise pas avec des représentants d'autres espèces. Une espèce, à son tour, est un ensemble de toutes les populations. Les organismes vivants ne peuvent se croiser et produire une progéniture qu'au sein de leur espèce.
7. Biocénotique. Le niveau auquel les organismes vivants sont combinés en biocénoses - la totalité de toutes les populations vivant dans une zone particulière. Appartenir à une espèce particulière dans ce cas n'a pas d'importance.
8. Biogéocénotique. Ce niveau est dû à la formation de biogéocénoses, c'est-à-dire une combinaison de biocénoses et de facteurs non vivants (sol, conditions climatiques) dans la zone où vit la biocénose.
9. Biosphère. Un niveau qui unit tous les organismes vivants de la planète.
Ainsi, les niveaux d'organisation de la matière vivante comprennent neuf points. Une telle classification détermine la systématisation des organismes vivants qui existe dans la science moderne.
Université d'État de Pskov
Résumé sur la discipline : "Concepts des sciences naturelles modernes".
Sujet №21 : "Niveaux d'organisation de la matière vivante".
Faculté: Gestion
Groupe : 0011-05
Rempli par l'élève : Kushnir O.V.
Vérifié par l'enseignant: Mikhailusova T.N.
Pskov. 2013
Teneur:
Présentation……………………………………………………………….....3 p.
- Niveaux d'organisation de la matière vivante………………………………4-5 pp.
Formes précellulaires d'organisation de la matière vivante..............6-8 pp.
La cellule comme unité morphofonctionnelle du vivant……………..9-21 pp.
3.2. La composition chimique de la cellule……………………..…11-14 pp.
3.3. La structure de la cellule eucaryote………………………...15-21 pp.
4. Le corps comme fondement de l'intégrité d'un système vivant…………… ..22-23 pp.
Conclusion………………………………………………………………....24 p.
Candidature……………………………………………………………...25 p.
Références……………………………………………………...26 p.
Introduction
Comme il est merveilleux de sentir l'unité de tout un complexe de phénomènes qui, à la perception directe, semblaient disparates. A.Einstein.
Tous les organismes vivants qui peuplent notre planète n'existent pas par eux-mêmes, ils dépendent de l'environnement et subissent ses effets. Il s'agit d'un complexe précisément coordonné de nombreux facteurs environnementaux, et l'adaptation des organismes vivants à ceux-ci détermine la possibilité de l'existence de diverses formes d'organismes et de la formation la plus diversifiée de leur vie.
Écologie (du grec oikos - habitation, habitat) - une science qui étudie la relation des organismes vivants dans la nature : l'organisation et le fonctionnement des populations, les biogéocénoses et la biosphère dans son ensemble ; les lois d'un état "sain" comme normes et fondements de l'existence de la vie.
La nature vivante est un système hiérarchique organisé de manière complexe. Tout système peut être considéré comme un élément d'un niveau supérieur d'organisation et, inversement, un élément représente un système pour des niveaux inférieurs d'organisation. Autrement dit, chaque niveau est à la fois un système et un élément. Par exemple, une personne en tant qu'organisme est un système composé d'éléments-organes, et en même temps elle-même est un élément - un membre d'une certaine population de personnes. Cette approche est vraie pour tout objet vivant.
1. Niveaux d'organisation de la matière vivante
1. Niveau moléculaire.
Le niveau initial d'organisation du vivant. Le sujet de l'étude est les molécules d'acides nucléiques, de protéines, de glucides, de lipides et d'autres molécules biologiques, c'est-à-dire molécules dans la cellule. Tout système vivant, quelle que soit sa complexité d'organisation, est constitué de macromolécules biologiques : acides nucléiques, protéines, polysaccharides et autres substances organiques importantes. A partir de ce niveau, divers processus de l'activité vitale de l'organisme commencent : métabolisme et conversion énergétique, transmission d'informations héréditaires, etc.
2. Niveau cellulaire.
Une cellule est une unité structurelle et fonctionnelle de reproduction et de développement de tous les organismes vivants vivant sur Terre. Il n'y a pas de formes de vie non cellulaires, et l'existence de virus ne fait que confirmer cette règle, puisqu'ils ne peuvent présenter les propriétés des systèmes vivants que dans les cellules. C'est dans la cellule que se déroulent tous les processus métaboliques les plus importants, tels que la biosynthèse, le métabolisme énergétique, etc. Par conséquent, le début de l'évolution biologique et l'émergence de la vraie vie sont précisément associés à l'émergence de l'organisation cellulaire.
3. Niveau de l'organisme (organe-tissu).
Un organisme est un système vivant intégral unicellulaire ou multicellulaire capable d'existence indépendante. Un organisme multicellulaire est formé d'un ensemble de tissus et d'organes spécialisés pour remplir diverses fonctions.
4. Niveau population-espèce.
Une espèce est comprise comme un ensemble d'individus qui sont similaires dans l'organisation structurelle et fonctionnelle, ont le même caryotype et une origine unique et occupent un certain habitat, se croisent librement et donnent une progéniture fertile, caractérisée par un comportement similaire et certaines relations avec d'autres espèces et facteurs de nature inanimée. Un ensemble d'organismes d'une même espèce, unis par un habitat commun, crée une population en tant que système d'ordre supraorganique. Dans ce système, les transformations évolutives élémentaires les plus simples sont effectuées.
5. Niveau biogéocénotique.
La biogéocénose est une communauté, un ensemble d'organismes d'espèces différentes et d'organisation de complexité variable avec tous les facteurs de leur habitat spécifique - composants de l'atmosphère, de l'hydrosphère et de la lithosphère.
6. Niveau de la biosphère.
Il comprend la totalité des organismes vivants de la Terre ainsi que leur environnement naturel.
Le terme « biosphère » a été introduit dans la circulation scientifique par le géologue autrichien Edward Suess et désignait à l'origine l'ensemble des organismes vivants qui vivent sur notre planète. Plus tard, il a été constaté que la biosphère ne peut être considérée isolément de la nature inanimée. Les deux principales composantes de la biosphère - les organismes vivants et leur habitat - interagissent continuellement les unes avec les autres et sont en étroite unité, formant un système dynamique intégral.
Chacun de ces niveaux est bien spécifique, a ses propres schémas, ses propres méthodes de recherche. Il est même possible de distinguer les sciences qui mènent leurs recherches à un certain niveau d'organisation du vivant. Par exemple, au niveau moléculaire, les êtres vivants sont étudiés par des sciences telles que la biologie moléculaire, la chimie bioorganique, la thermodynamique biologique, la génétique moléculaire, etc. Bien que les niveaux d'organisation du vivant soient distingués, ils sont étroitement liés et se succèdent, ce qui indique l'intégrité de la nature vivante.
3. La cellule comme unité morphofonctionnelle du vivant
3.1. L'étude de la cellule. théorie cellulaire
La cellule est l'unité structurelle et fonctionnelle de base du corps.
Pendant longtemps, la biologie a étudié les propriétés des animaux et des plantes en fonction de leur structure macroscopique (visible à l'œil nu). Elle a approfondi la structure et les fonctions des organismes après la découverte de leur structure cellulaire et l'étude de la cellule en tant qu'unité structurelle et fonctionnelle principale.
La taille des cellules est généralement de l'ordre de plusieurs micromètres (1 µm - 0,001 mm) ; le plus petit - de 0,5 à 1,2 microns, ce qui le rend inaccessible à l'étude à l'œil nu. La découverte de la recherche cellulaire est étroitement liée à l'invention et à l'amélioration du microscope.
En 1665, le naturaliste anglais Robert Hooke, à l'aide d'un microscope, établit pour la première fois la "structure cellulaire" sur un objet végétal sélectionné au hasard pour l'observation - une soupe aux choux morts, un bouchon de liège. Il a introduit le concept de «cellule» pour désigner l'observation de cellules vides dans un bouchon de liège, de sorte que Hooke a associé à tort les propriétés de la matière vivante à la paroi cellulaire.
Dans le dernier tiers du XVIIe siècle. Dans les travaux du scientifique néerlandais A. Leeuwenhoek, des découvertes exceptionnelles ont été décrites, en particulier la structure cellulaire des animaux, mais ce n'est que dans les années 30 du siècle dernier qu'il a été établi que les cellules ne sont pas des vésicules creuses, mais sont remplies de semi- contenu liquide - «protoplasme». En 1831, R. Brown décrit pour la première fois le noyau.
En 1838, le botaniste allemand M. Schleiden est arrivé à la conclusion que le noyau est un composant essentiel de toutes les cellules végétales. Son compatriote zoologiste T. Schwann, comparant les cellules d'organismes animaux et végétaux, a conclu qu'elles étaient toutes similaires. Cela a donné à M. Schleiden et T. Schwann la base pour formuler la position principale de la théorie cellulaire : tous les organismes végétaux et animaux sont constitués de cellules de structure similaire.
Au 19ème siècle, des microscopes ont été créés avec un grossissement de 1200 fois, avec une bonne image claire sans distorsion. Le protoplasme et le noyau ont été découverts. Les connaissances ont été accumulées, la technique de la microscopie a été améliorée. Sur la base des données disponibles et de leurs propres recherches, le botaniste allemand Matthias Schleiden et le zoologiste Theodor Schwann en 1839 presque simultanément, indépendamment l'un de l'autre, sont arrivés à la conclusion que la cellule est l'unité structurelle élémentaire de tous les organismes végétaux et animaux. M. Schleiden et T. Schwann ont formulé les principales dispositions de la théorie cellulaire, qui a ensuite été développée par de nombreux scientifiques. Les erreurs de Schleiden et Schwann étaient les suivantes :
- Ils croyaient que la cellule est formée à partir d'une substance sans structure.
Le rôle principal dans la cellule appartient à sa coquille.
La science de la cellule s'appelle la cytologie (grec "cytos" - cellule, "logos" - science). Le sujet de la cytologie est les cellules des animaux et des plantes multicellulaires, ainsi que les organismes unicellulaires, qui comprennent les bactéries, les protozoaires et les algues unicellulaires.
Dans la période suivante, la théorie cellulaire s'est enrichie d'un nouveau contenu lié au développement ultérieur de la cytologie.
Les principales dispositions de la théorie cellulaire moderne :
1. Tous les organismes vivants sont constitués de cellules. L'exception concerne les virus.
2. Cellule - la plus petite unité de vie. Il n'y a pas de vie en dehors de la cellule.
3. Les cellules de tous les organismes ont une structure et une composition chimique similaires.
4. De nouvelles cellules n'apparaissent qu'en divisant des cellules préexistantes.
5. L'activité d'un organisme est constituée de l'activité et de l'interaction de ses cellules indépendantes constitutives.
6. La structure cellulaire de tous les organismes parle de l'unité de leur origine.
La valeur de la théorie cellulaire réside dans le fait qu'elle prouve l'unité d'origine de tous les organismes vivants sur Terre.
3.2. La composition chimique de la cellule
La similitude de la composition chimique des cellules de tous les organismes est la preuve de l'unité de la nature vivante. En même temps, il n'y a pas un seul élément chimique contenu dans les organismes vivants qui ne se trouverait pas dans les corps de la nature inanimée. Cela confirme la conception de l'unité de la matière.
Éléments qui composent la cellule (en %) :
Oxygène - 65-75
Magnésium - 0,02-0,03
Zinc - 0,0003
Carbone - 15-18
Sodium - 0,02-0,03
Cuivre - 0,0002
Hydrogène - 8-10
Calcium - 0,04-2,00
Iode - 0,0001
Azote - 1,5-3,0
Fer - 0,01-0,015
Fluor - 0,0001
Potassium - 0,15-0,4
Soufre - 0,15-0,20
Phosphore - 0,20-1,00
Chlore - 0,05-0,10
Les cellules contiennent également des composés inorganiques. À l'exception de l'eau, ils représentent une petite fraction par rapport à la teneur en matière organique.
Alors que les composés inorganiques existent dans la nature inanimée, les composés organiques ne sont caractéristiques que des organismes vivants. C'est la différence essentielle entre la nature animée et la nature inanimée.
L'eau est d'une grande importance dans la vie de la cellule. Tout d'abord, c'est un solvant et tous les processus métaboliques ne peuvent avoir lieu que dans des solutions. L'eau joue un rôle important dans de nombreuses réactions qui se produisent dans le corps, par exemple dans les réactions d'hydrolyse, dans lesquelles des substances organiques de haut poids moléculaire (protéines, lipides, glucides) sont décomposées en raison de l'ajout d'eau. Avec l'aide de l'eau, le transfert des substances nécessaires d'une partie du corps à une autre est assuré. Plus l'activité biochimique d'une cellule ou d'un tissu est élevée, plus leur teneur en eau est élevée. Son rôle est également important dans la thermorégulation de la cellule et de l'organisme dans son ensemble. D'autres substances inorganiques (sels) se trouvent dans les organismes sous forme d'anions et de cations en solutions et sous forme de composés avec des substances organiques.
Dans la composition de la cellule, les substances organiques sont représentées par les protéines, les glucides, les graisses, les acides nucléiques (ADN et ARN) et l'adénosine triphosphate (ATP).
Protéines: C'est le composant principal de toute cellule vivante. Ils représentent 50 à 80 % de la masse sèche de la cellule. La composition chimique des protéines est extrêmement diversifiée et, en même temps, elles sont toutes construites sur le même principe. Une protéine est un polymère dont la molécule est constituée de nombreux monomères - molécules d'acides aminés. Au total, il existe 20 acides aminés différents qui composent les protéines.
Dans la molécule d'une protéine, certains acides aminés peuvent être répétés plusieurs fois, tandis que d'autres sont complètement absents. Le nombre total d'acides aminés qui composent une molécule de protéine atteint parfois plusieurs centaines de milliers. Par conséquent, une molécule de protéine est une macromolécule, c'est-à-dire une molécule de très haut poids moléculaire.
Les protéines remplissent diverses fonctions dans la cellule. Fonction enzymatique: toutes les réactions biologiques dans une cellule se déroulent avec la participation de catalyseurs biologiques spéciaux - des enzymes, et toute enzyme est une protéine, les enzymes sont localisées dans tous les organites cellulaires et non seulement dirigent le cours de diverses réactions, mais les accélèrent également des dizaines et des centaines de milliers de fois. Chacune des enzymes est strictement spécifique. Ainsi, la dégradation de l'amidon et sa transformation en sucre (glucose) sont provoquées par l'enzyme amylase, le sucre de canne n'est dégradé que par l'enzyme invertase, etc. De nombreuses enzymes sont utilisées depuis longtemps en médecine, ainsi que dans l'alimentation (pâtisserie, brassage, etc.). industrie. sont déjà utilisés dans l'industrie médicale, ainsi que dans l'industrie alimentaire (boulangerie, brasserie, etc.).
Fonction structurelle : les protéines font partie de toutes les membranes entourant et pénétrant la cellule. Lorsqu'elles sont combinées à l'ADN, les protéines constituent le corps des chromosomes et, lorsqu'elles sont combinées à l'ARN, elles constituent le corps des ribosomes. Les solutions de protéines de bas poids moléculaire font partie des fractions liquides des cellules.
Fonction de transport : c'est aux protéines qu'est associé le transfert d'oxygène, ainsi que d'hormones dans l'organisme des animaux et de l'homme (il est assuré par une protéine du sang - l'hémoglobine).
Fonction motrice : tous les types de réactions motrices de la cellule sont réalisées par des protéines contractiles spéciales, qui provoquent la contraction musculaire, le mouvement des flagelles et des cils chez les protozoaires, le mouvement des chromosomes lors de la division cellulaire et le mouvement des plantes.
Fonction protectrice: de nombreuses protéines forment une enveloppe protectrice qui protège le corps des effets nocifs, par exemple des formations de cornes - cheveux, ongles, sabots, cornes. C'est une protection mécanique.
Fonction énergétique : Les protéines peuvent servir de source d'énergie. Se divisant en produits finaux de décomposition - dioxyde de carbone, eau et substances contenant de l'azote, ils libèrent l'énergie nécessaire à de nombreux processus vitaux dans la cellule.
Les glucides. C'est un composant nécessaire de toute cellule. Ils sont beaucoup plus abondants dans les cellules végétales que dans les cellules animales. Les glucides ne contiennent que du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène. Les glucides les plus simples sont les sucres simples (modosaccharides). Ils contiennent cinq (pentoses) ou six (hexoses) atomes de carbone et le même nombre de molécules d'eau. Des exemples de monosaccharides sont le glucose et le fructose présents dans de nombreux fruits végétaux. En plus des plantes, le glucose fait également partie du sang.
Les glucides sont une sorte de « carburant » pour une cellule vivante ; oxydés, ils libèrent de l'énergie chimique, qui est consommée par la cellule pour des processus vitaux. Les glucides remplissent également des fonctions de construction importantes, par exemple, dans les plantes, les parois cellulaires sont formées à partir d'eux.
Graisses et lipides : En tant que composant obligatoire présent dans n'importe quelle cellule. Les graisses sont une combinaison de glycérol avec divers acides gras, les lipides sont des esters d'acides gras et d'alcools, mais pas de glycérol. C'est à ces acides que les lipides doivent leur importante propriété biologique - ne pas se dissoudre dans l'eau. Cela détermine également leur rôle dans les membranes biologiques de la cellule. La couche médiane, lipidique, des membranes empêche la libre circulation de l'eau d'une cellule à l'autre. Les graisses sont utilisées par la cellule comme source d'énergie. La graisse sous-cutanée joue un rôle d'isolation thermique important. Chez les animaux, en particulier les mammifères aquatiques. Chez les animaux qui hibernent en hiver, les graisses fournissent à l'organisme l'énergie nécessaire. Ils constituent la réserve de nutriments dans les tours et les fruits des plantes.
Acides nucléiques : trouvés pour la première fois dans les noyaux cellulaires. Il existe deux types d'acides nucléiques: désoxyribonucléique (ADN) et ribonucléique (ARN), l'ADN est formé et contenu principalement dans le noyau cellulaire, l'ARN, provenant du noyau, remplit ses fonctions dans le cytoplasme et le noyau.
Adénosine triphosphate (ATP): Inclus dans n'importe quelle cellule, où il remplit l'une des fonctions les plus importantes - le stockage d'énergie. Les molécules d'ATP sont composées de la base azotée adénine, du ribose glucidique et de trois molécules d'acide phosphorique. Les liaisons chimiques instables qui relient les molécules d'acide phosphorique dans l'ATP sont très riches en énergie (liaisons macroergiques) : lorsque ces liaisons sont rompues, de l'énergie est libérée et utilisée dans une cellule vivante pour assurer les processus vitaux et la synthèse de substances organiques.
3.3. Structure cellulaire
Membrane plasmique (plasmalemme). Toutes les membranes cellulaires sont basées sur une double couche de molécules lipidiques. Leurs "queues" hydrophobes, constituées de résidus de molécules d'acides gras, sont retournées à l'intérieur de la double couche. A l'extérieur, il y a des "têtes" hydrophiles, constituées du reste de la molécule d'alcool glycérolique. Les lipides sont la base de la membrane, assurent sa stabilité et sa résistance, c'est-à-dire remplir une fonction structurelle (bâtiment). Cette fonction est possible grâce à l'hydrophobicité des lipides.
Les protéines sont attachées aux têtes chargées des lipides au moyen d'interactions électrostatiques. Les protéines membranaires remplissent des fonctions structurelles, catalytiques et de transport.
Les molécules de glucides (oligosaccharides) qui remplissent les fonctions de récepteur sont situées sur la surface externe de la membrane.
Fonctions de la membrane plasmique :
- fonction barrière. La membrane limite la pénétration de substances toxiques étrangères dans la cellule.
Réglementaire. Les glucides situés à la surface de la membrane plasmique agissent comme des récepteurs qui perçoivent l'action de diverses substances et modifient la perméabilité de la membrane.
catalytique. À la surface des membranes se trouvent de nombreuses enzymes qui catalysent les réactions biochimiques.
transport membranaire.
- Diverses substances se déplacent le long de l'hyaloplasme (i-ARN, t-ARN, acides aminés, ATP, etc.).
Diverses réactions biochimiques ont lieu dans l'hyaloplasme.
L'hyaloplasme fournit une interaction chimique de toutes les structures cellulaires et les combine en une seule.
Dans l'hyaloplasme, des inclusions de diverses compositions chimiques sont déposées.
Les organelles sont des structures cellulaires permanentes qui remplissent des fonctions spécifiques. Selon la structure, les organites cytoplasmiques sont divisés en organites membranaires et organites non membranaires.
Réticulum endoplasmique (RE). C'est un réseau ramifié de petites vacuoles (vésicules), citernes et tubules reliés les uns aux autres limités par une membrane. Pénètre dans le cytoplasme, se connectant aux membranes cellulaires et nucléaires et à l'appareil de Golgi.
Fonctions EPS :
- Synthèse de substances. Les protéines sont synthétisées sur le RE rugueux, tandis que les lipides et les glucides sont synthétisés sur le RE lisse.
fonction transport. À travers les cavités du RE, les substances synthétisées se déplacent vers n'importe quel endroit de la cellule.
Mitochondries. Trouvé dans toutes les cellules eucaryotes aérobies. Les mitochondries ont été découvertes pour la première fois dans le muscle en 1850. Les mitochondries sont des structures microscopiques dont la taille varie de 0,5 (0,3) à 1 µm de diamètre et de 2 à 5-7 µm de longueur. Leur forme est variée : des masses sphériques (grains) aux corps filamenteux. Le nombre de mitochondries dans une cellule varie considérablement et dépend du type de tissus et de l'âge des cellules qui les composent. Les mitochondries sont capables de se déplacer à l'intérieur de la cellule. Dans le même temps, ils se concentrent principalement près du noyau, des chloroplastes et d'autres organites, là où les processus vitaux sont les plus intenses.
Les mitochondries effectuent le processus de respiration. Les produits alimentaires (glucides, graisses, etc.) sont oxydés sur leurs membranes internes et l'énergie chimique s'accumule dans les liaisons phosphate à haute énergie de l'ATP. Par conséquent, les mitochondries peuvent être appelées les centres énergétiques de la cellule. Le nombre de mitochondries dans la cellule augmente en se divisant en deux du fait de la formation de constrictions perpendiculaires à leur axe longitudinal.
Lysosomes ("lyse" - désintégration, dissolution). Les lysosomes sont de petits organites sphériques dont les parois sont formées d'une seule membrane ; contiennent des enzymes lytiques (de division) qui peuvent détruire les protéines, les acides nucléiques, les polysaccharides, les lipides et d'autres composés organiques au cours de la digestion intracellulaire. Le nombre d'enzymes dans les lysosomes est si grand que, lorsqu'ils sont libérés, ils sont capables de détruire la cellule entière. Ils sont appelés au sens figuré "organites suicides".
La purification de la cavité cellulaire à l'aide de lysosomes après la mort de son protoplaste (par exemple, lors de la formation de vaisseaux et de trachéides chez les plantes) est d'une grande importance. Par origine, les lysosomes sont des dérivés du réticulum endoplasmique ou de l'appareil de Golgi.
Fonctions des lysosomes :
- Effectuez la séparation des substances absorbées à la suite de la phagocytose et de la pinocytose. Les biopolymères sont décomposés en monomères qui pénètrent dans la cellule et sont utilisés pour ses besoins. Par exemple, ils peuvent être utilisés pour synthétiser de nouvelles substances organiques, ou ils peuvent être décomposés davantage pour produire de l'énergie.
Détruisez les organites anciens, endommagés et en excès. La division des organites peut également se produire pendant la famine de la cellule.
Une autolyse (division) de la cellule est réalisée (résorption de la queue chez les têtards, liquéfaction des tissus dans la zone d'inflammation, destruction des cellules cartilagineuses lors du processus de formation du tissu osseux, etc.).
Fonctions du complexe de Golgi :
- Dans les réservoirs du complexe de Golgi, il y a une autre transformation chimique et une complication des substances qui y sont entrées depuis l'EPS. Par exemple, des substances nécessaires au renouvellement de la membrane cellulaire (glycoprotéines, glycolipides), des polysaccharides se forment.
Dans le complexe de Golgi, il y a une accumulation de substances et leur "stockage" temporaire.
Les substances formées sont "emballées" dans des vésicules (vacuoles) et sous cette forme se déplacent à travers la cellule.
Dans le complexe de Golgi, des lysosomes se forment (organites sphériques avec des enzymes dégradantes).
La cellule est la principale forme d'organisation de la matière vivante, son unité élémentaire. Selon les scientifiques, les premières cellules sont apparues sur Terre il y a environ 3,5 milliards d'années à la suite de l'association spontanée de molécules de protéines, d'acides nucléiques et de quelques autres substances, la formation d'une coquille autour de ces molécules. Il n'y a pas de vie en dehors de la cellule. Tous les organismes vivant sur Terre, à l'exception des virus, ont une structure cellulaire. Mais les virus ne présentent également les propriétés d'un être vivant que lorsqu'ils pénètrent dans une cellule vivante.
Les cellules qui forment les tissus des animaux et des plantes varient considérablement en forme, en taille et en structure interne. Cependant, tous présentent des similitudes dans les principales caractéristiques des processus de l'activité vitale, du métabolisme, de l'irritabilité, de la croissance, du développement et de la capacité de changement.
Les cellules de tous types contiennent deux composants principaux qui sont étroitement liés les uns aux autres - le cytoplasme et le noyau. Le noyau est séparé du cytoplasme par une membrane poreuse et contient la sève nucléaire, la chromatine et le nucléole. Le cytoplasme semi-liquide remplit toute la cellule et est pénétré par de nombreux tubules. À l'extérieur, il est recouvert d'une membrane cytoplasmique. Il s'est spécialisé structures organites, présents en permanence dans la cellule, et formations temporaires - inclusions. Organites membranaires
: membrane cytoplasmique externe (OCM), réticulum endoplasmique (ER), appareil de Golgi, lysosomes, mitochondries et plastes. La base de la structure de tous les organites membranaires est la membrane biologique. Toutes les membranes ont un plan structurel fondamentalement unifié et consistent en une double couche de phospholipides, dans laquelle les molécules de protéines sont immergées de différents côtés et à différentes profondeurs. Les membranes des organites ne diffèrent les unes des autres que par les ensembles de protéines qu'elles contiennent. centre cellulaire, ou centrosome, joue un rôle important dans la division cellulaire et se compose de deux centrioles .
On le trouve dans toutes les cellules des animaux et des plantes, à l'exception de la floraison, des champignons inférieurs et de certains protozoaires. Les centrioles des cellules en division participent à la formation du fuseau de division et sont situés à ses pôles. Dans une cellule en division, le centre cellulaire se divise en premier, en même temps qu'un fuseau d'achromatine se forme, orientant les chromosomes lorsqu'ils divergent vers les pôles. Un centriole quitte chaque cellule fille.
De nombreuses cellules végétales et animales ont organites à usage spécial: cils, assurant la fonction de mouvement (ciliés, cellules des voies respiratoires), flagelles(les cellules germinales mâles unicellulaires les plus simples chez les animaux et les plantes, etc.).
Inclusions -éléments temporaires qui apparaissent dans une cellule à un certain stade de sa vie à la suite d'une fonction de synthèse. Ils sont soit utilisés, soit retirés de la cellule. Les inclusions sont également des nutriments de réserve: dans les cellules végétales - amidon, gouttelettes de graisse, blocs, huiles essentielles, de nombreux acides organiques, sels d'acides organiques et inorganiques; dans les cellules animales - glycogène (dans les cellules hépatiques et les muscles), gouttes de graisse (dans les tissus sous-cutanés); Certaines inclusions s'accumulent dans les cellules sous forme de déchets - sous forme de cristaux, de pigments, etc.
Vacuoles - ce sont des cavités délimitées par une membrane ; sont bien exprimés dans les cellules végétales et sont présents dans les protozoaires. Surgissent dans différentes parties des extensions du réticulum endoplasmique. Et s'en séparer progressivement. Les vacuoles maintiennent la pression de turgescence, elles contiennent du suc cellulaire ou vacuolaire dont les molécules déterminent sa concentration osmotique. On pense que les produits initiaux de synthèse - glucides solubles, protéines, pectines, etc. - s'accumulent dans les citernes du réticulum endoplasmique. Ces accumulations représentent les débuts de futures vacuoles.
cytosquelette
.
L'une des caractéristiques distinctives d'une cellule eucaryote est le développement dans son cytoplasme de formations squelettiques sous forme de microtubules et de faisceaux de fibres protéiques. Les éléments du cytosquelette sont étroitement liés à la membrane cytoplasmique externe et à la membrane nucléaire, formant des entrelacs complexes dans le cytoplasme. Les éléments de soutien du cytoplasme déterminent la forme de la cellule, assurent le mouvement des structures intracellulaires et le mouvement de la cellule entière.
Coeur cellule joue un rôle majeur dans sa vie, avec son élimination, la cellule cesse ses fonctions et meurt. La plupart des cellules animales ont un noyau, mais il existe aussi des cellules multinucléées (foie et muscles humains, champignons, ciliés, algues vertes). Les érythrocytes de mammifères se développent à partir de cellules progénitrices contenant un noyau, mais les érythrocytes matures le perdent et ne vivent pas longtemps.
Le noyau est entouré d'une double membrane traversée de pores, à travers lesquels il est étroitement relié aux canaux du réticulum endoplasmique et du cytoplasme. A l'intérieur du noyau se trouve chromatine- sections spiralées de chromosomes. Au cours de la division cellulaire, ils se transforment en structures en forme de bâtonnets clairement visibles au microscope optique.
Substances biologiquement actives - hormones, enzymes, adrénaline, sérotonine, etc. Dans la pratique médicale, les préparations hormonales sont utilisées pour traiter les maladies des glandes endocrines, dans lesquelles la fonction de ces dernières est réduite. Par exemple, l'insuline est utilisée pour traiter le diabète (diabète).
Outre le traitement des maladies des glandes endocrines, des hormones et des préparations hormonales sont également utilisées pour d'autres maladies: l'insuline - pour l'épuisement pathologique, les maladies du foie, la schizophrénie; thyroïdine - dans certaines formes d'obésité; hormone sexuelle masculine (testostérone) - avec cancer du sein chez la femme, hormone sexuelle féminine (ou sinestrol et stilbestrol) - avec hypertrophie et cancer de la prostate chez l'homme, etc.
La partie principale de l'appareil de surface de la cellule est la membrane plasmique. La membrane plasmique, ou plasmapemma, limite la cellule de l'extérieur, agissant comme une barrière mécanique. Il transporte des substances dans et hors de la cellule. La membrane a la propriété de semi-perméabilité. Les molécules le traversent à des vitesses différentes ; plus les molécules sont grosses, plus leur passage à travers la membrane est lent.
Sur la surface externe de la membrane plasmique d'une cellule animale, des molécules de protéines et de lipides sont liées à des chaînes glucidiques pour former le glycocalyx. Les chaînes glucidiques jouent le rôle de récepteurs. Grâce à eux, la reconnaissance intercellulaire s'effectue. La cellule acquiert la capacité de répondre spécifiquement aux influences extérieures.
Sous la membrane plasmique, du côté du cytoplasme, se trouvent une couche corticale et des structures fibrillaires intracellulaires qui assurent la stabilité mécanique de la membrane plasmique.
Billet 8
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