|
|
Молекулярный уровень организации живого
Молекулярный уровень организации живого
Для живых систем характерно иерархическое усложнение организации. Выделяют несколько уровней организации живой материи.
В основе процессов жизнедеятельности лежат процессы превращения веществ, в результате которых образуются сложные молекулы — полисахариды, липиды, белки и нуклеиновые кислоты. Эти молекулы образуют сложные специфические комплексы, выполняющие все функции, свойственные живому. Они формируют молекулярный уровень организации живого. Однако любой такой комплекс сам по себе не является живым.
Нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты – высокомолекулярные соединения ДНК и РНК, которые можно найти в клетках любых живых организмов.
Важнейшие функции нуклеиновых кислот – передача, хранение и реализация (процесс воплощения в биологически активных веществах) наследственной информации.
Мономерами данного вещества являются нуклеотиды. Они состоят из 3 элементов:
фосфорной кислоты;
азотистого основания;
пентозы (также называется пятиуглеродным сахаром).
Между перечисленными частями в результате конденсации образуются химические ковалентные связи. В данном процессе выделяется вода. Нуклеиновые кислоты делятся на 2 основных разновидности – ДНК и РНК.
Они выполняют и второстепенные функции. К примеру, отвечают за катализ определенных химических элементов. Нуклеиновая кислота регулирует реализацию генетической информации. За хранение обычно отвечают ДНК. В случае с некоторыми вирусами речь идет об одноцепочечных аналогах.
Генетическая информация хранится в генах, которые являются отдельными частями нуклеиновой кислоты. Здесь расположена первичная белковая структура. Также в генах может находиться информация о структурах рРНК и тРНК.
Генетические данные передаются к потомкам от родителей. Эта задача сопровождается с удвоением нуклеиновой кислоты (РНК либо ДНК). В процессе расщепления дочерних клеткой они приобретают идентичные молекулы. Как следствие, в них передается та же самая генетическая информация. При половом размножении наследуются признаки двух родителей.
Белки (протеины, полипептиды)
– сложные высокомолекулярные органические вещества, состоящие изL-аминокислот, соединенных пептидной связью в цепочку. Простые белки – протеины – состоят только из аминокислот. В состав сложных белков – протеидов – помимо аминокислот входят нуклеиновая и фосфорная кислоты, углеводы и другие вещества.
Белок является важным компонентом каждой клетки в организме. Также белок используется организмом для создания и восстановления тканей, производства ферментов, гормонов и других химических веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма. Функции белка в организме разнообразны: транспортная, защитная, структурная, двигательная, рецепторная и другие.
Белок является важным компонентом костей, мышц, хрящей, кожи и крови. Волосы и ногти в основном состоят из белка.Как и жир, и углеводы, белок является макроэлементом, то есть организм нуждается в относительно больших его количествах. Но, в отличие от жиров и углеводов, организм не накапливает белок и не имеет его резервов.
Функции белка
1. Строительная или структурная функция
Из белков строятся все ткани
2. Биокаталитическая
Участвуют в расщеплении веществ
Некоторые белки являются ферментами(энзимами)
Энзимология занимается ферментами
3. Защитная
Белки являются антителами, участвуют в формировании иммунитета(глобулин)
Участвуют в процессе свертывании крови, тем самым защищая от кровопотери
4. Двигательная функция
Белки формируют мышечные ткани.
5. Буферная
Белки участвуют в поддержании гомеостаза
Гомеоста́з — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.
6. Транспортная
Гемоглобин
7. Регуляторная
Многие гормоны имеют белковую природу
8. Рецепторная
Распознавание веществ
Углеводы представляют собой соединения с общей формулой, то есть условно состоящие из углерода и воды — отсюда их название. Содержание углеводов в живых клетках различно. В животных клетках содержание углеводов колеблется от 1 до 5 %. В растениях содержание углеводов заметно выше — до 70 % в некоторых запасающих органах, например в клубнях картофеля. Кроме высокого содержания углеводов для растений характерно и большее их разнообразие.
Функции углеводов в живых организмах многообразны.
Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза, на основе их углеродного скелета образуются практически все другие вещества в клетках автотрофов. Гетеротрофы потребляют эти вещества в качестве пищи.
Энергетическая функция: углеводы являются наиболее удобным источником энергии. Основные пути получения энергии у всех живых организмов рассчитаны на использование глюкозы и фруктозы.
Структурная функция: полисахариды, например целлюлоза и хитин, входят в состав клеточных стенок, хитинового панциря членистоногих. Также полисахариды являются неотъемлемыми компонентами соединительной ткани животных (хрящи, сухожилия и др.).
Запасающая (резервная) функция. Важнейшие резервные углеводы — крахмал (у растений) и гликоген (у животных и грибов).
Транспортная функция: в форме углеводов осуществляется основной транспорт веществ в многоклеточных организмах, например в крови животных (глюкоза) или в флоэме высших растений (сахароза).
Остатки олигосахаридов, находящиеся на поверхности клеток в составе гликопротеинов и гликолипидов, играют важную роль в межклеточном взаимодействии и адгезии — организации клеток в ткани.
Углеводы делятся на две группы — простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы, которые, в свою очередь, включают в себя дисахариды, олигосахариды и полисахариды.
Липид – биополимер, мономером которого является глицерин и жирные кислоты.
Функции
1. Запасающая
Формирование запаса питательных веществ
2. Энергетическая
При расщеплении одного грамма жиров выделяется 39 килоджоулей
3. Защитная
Защищает организм от механических поверждений
4. Терморегулирующая
Защищает организм от переохлаждения
5. Строительная
Из жиров строятся многие структуры клетки
6. Образование эндогенной воды
Эндогенная вода — образующаяся при окислении органических веществ вода. Вода образуется в результате окисления водорода. При окислении компонентов пищи количество воды зависит от количества водорода, содержащегося в данном продукте.
2. Клеточный уровень
Отображен в виде клеточной теории, которая была сформулирована Шваном и Шлейдером.
Этой теории предшествовало открытие микроскопа Левенгуком.
Основные положения современной клеточной теории
Клетки всех организмов гомологичны по строению и хим составу
Им присущи такие компоненты как ядро, цитоплазма.
Клетка — это главная дочерняя единица всего живого. Единица строения, функций, размножения и развития живых организмов.
Клетки способны к метаболизму и саморегуляциии за счет работы ее органоидов
Клетка автономна и дискретна. Она является частью целого, а также может функционировать самостоятельно
Клетки делятся с помощью деления
Все клетки одного организма являются частью единого целого
Все клетки одного организма тотипотентные (обладают одинаковым генетическим материалом)
Клетка — это единица развития. Развитие это совершенствование клетки, появление новых ее функций
Митоз — вид клеточного деления, который происходит в процессе роста и развития организма, а мейоз — в процессе образования половых клеток. При митозе образуются две диплоидные клетки, а при мейозе — четыре гаплоидные клетки. Митоз лежит в основе бесполого размножения в отличие от мейоза.
Одномембранные органоиды
Этноплазматическая сеть – органоид для транспорта и хранения веществ
это сеть мембран, пронизывающих цитоплазму эукариотических клеток. Её можно наблюдать только при помощи электронного микроскопа. Эндоплазматическая сеть связывает органеллы между собой, по ней происходит транспорт питательных веществ. Гладкая ЭПС имеет вид трубочек, стенки которых представляют собой мембраны, сходные по своей структуре с плазматической мембраной. В ней осуществляется синтез липидов и углеводов. На мембранах каналов и полостей гранулярной ЭПС расположено множество рибосом; данный тип сети участвует в синтезе белка.
Аппарат Гольжи – существует для хранения и транспорта белков и гормонов углеводов
представляет собой стопку мембранных мешочков (цистерн) и связанную с ними систему пузырьков. На наружной, вогнутой стороне стопки из пузырьков (отпочковывающихся, по-видимому, от гладкой эндоплазматической сети) постоянно образуются новые цистерны, на внутренней стороне цистерны превращаются обратно в пузырьки. Основной функцией аппарата Гольджи является транспорт веществ в цитоплазму и внеклеточную среду, а также синтез жиров и углеводов, в частности, гликопротеина муцина, образующего слизь, а также воска, камеди и растительного клея. Аппарат Гольджи участвует в росте и обновлении плазматической мембраны и в формировании лизосом.
Лизосомы – органоиды, которые обеспечивают разрушение частиц
представляют собой мембранные мешочки, наполненные пищеварительными ферментами. Особенно много лизосом в животных клетках, здесь их размер составляет десятые доли микрометра. Лизосомы расщепляют питательные вещества, переваривают попавшие в клетку бактерии, выделяют ферменты, удаляют путём переваривания ненужные части клеток. Лизосомы также являются «средствами самоубийства» клетки: в некоторых случаях (например, при отмирании хвоста у головастика) содержимое лизосом выбрасывается в клетку, и она погибает.
Рибосомы – мелкие (15–20 нм в диаметре) органеллы, состоящие из р-РНК и полипептидов. Важнейшая функция рибосом – синтез белка. Их количество в клетке весьма велико: тысячи и десятки тысяч. Рибосомы могут быть связаны с эндоплазматической сетью или находиться в свободном состоянии. В процессе синтеза обычно одновременно участвуют множество рибосом, объединённых в цепи, называемые полирибосомами.
Двумембранные органоиды
Митохондрия – органоид который представляет собой энергетическую станцию клетки
Митохондрии иногда называют «клеточными электростанциями». Это спиральные, округлые, вытянутые или разветвлённые органеллы, длина которых изменяется в пределах 1,5–10 мкм, а ширина – 0,25–1 мкм. Митохондрии могут изменять свою форму и перемещаться в те области клетки, где потребность в них наиболее высока. В клетке содержится до тысячи митохондрий, причём это количество сильно зависит от активности клетки. Каждая митохондрия окружена двумя мембранами, внутри которых содержатся РНК, белки и митохондриальная ДНК, участвующая в синтезе митохондрий наряду с ядерной ДНК. Внутренняя мембрана сложена в складки, называемые кристами. Возможно, митохондрии некогда были свободнодвижущимися бактериями, которые, случайно проникнув в клетку, вступили с хозяином в симбиоз. Важнейшей функцией митохондрий является синтез АТФ, происходящий за счёт окисления органических веществ.
Немембранные
Клеточный центр – участвует в делении клетки
Рибосомы – участие в биосинтезе белка
Цитоплазма представляет собой водянистое вещество – цитозоль (90 % воды), в котором располагаются различные органеллы, а также питательные вещества (в виде истинных и коллоидных растворов) и нерастворимые отходы метаболических процессов. В цитозоле протекает гликолиз, синтез жирных кислот, нуклеотидов и других веществ. Цитоплазма является динамической структурой. Органеллы движутся, а иногда заметен и циклоз – активное движение, в которое вовлекается вся протоплазма.
3. Тканевый уровень представлен тканями, объединяющими клетки определённого строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная). У растений различают меристематическую, защитную, основную и проводящую ткани. На этом уровне происходит специализация клеток.
Ткань - совокупность клеток, межклеточного вещества, не клеточных структур и их производных, объединённых общим строением, функцией и происхождением.
Типы тканей
эпителиальная (покровная)
Различают два вида эпителиев: покровные эпителии - они обеспечивают и формируют наружные покрова кожи, оболочки внутренних органов
железистый эпителий - формирует железы организма. Железы бывают внешней (выводные потоки) и внутренней секреции (вырабаоывают гормоны (регуляторные вещества) не имеют выводные протоки и напрявлчют свои вещества непосредственно в кровь) . Ещё есть железы смешанной секреции.
Характеристика: почти не имеют межклеточного вещества, клетки плотно прилежат к друг другу, располагаются на базальной мембране, обладают высокой способностью к регенерации и делению. Клетки слабо дифференцированы.
соединительная (опорно-трофические)
Соед. ткани с трофической функцией:
Кровь, лимфа, жировая ткань
Характеристика: высокая степень развития межклеточного вещества и не клеточных структур (прим. волокна: эластические, коллагеновые), высоко дифференцированные и высоко специализированные клетки (прим. остеоциты, остеобласты, остеокласты)
а) рыхлая неоформленная — — можно обнаружить во всех органах,располагается преимущественно по ходу кровеносных и лимфатических сосудов и нервов.
б) плотная неоформленная — в межклеточном веществе преобладают волокна, количество клеток небольшое. Волокна располагаются хаотично, переплетаясь. Такая ткань образует, например, сетчатый слой кожи.
в) плотная оформленная — волокна этой ткани располагаются параллельно друг другу.Плотная оформленная ткань образует связки, сухожилия
✅Хрящевые
а) гиалиновый хрящ - хрящи трахеи, хрящевые части ребер
б) волокнистый хрящ - межпозвоночные диски
в) эластический - ушная раковина
✅ Костная
✅Соединительные ткани с особыми свойствами
а) жировая выполняет трофическую, депонирующую, формообразующую и терморегуляторную функции.
б) пигментная содержит клетки – пигментоциты, содержащие меланин.
в) ретикулярная эта ткань образует строму селезенки, лимфатических узлов, красного костного мозга.
Для ряда клеток соед. ткани характерна подвижность. Формирование клеток происходит в особых комбиальных зонах (зоны деления: надкостница, красных костный мозг и тд)
Все живое на земле существует в виде обособленных единиц — особей, которые формируют организменный уровень. В случае одноклеточных организмов особью является каждая отдельная клетка. У многоклеточных между клеточным и организменным уровнями формируются дополнительные уровни: тканевый и органный. Органный уровень представлен сложными образованиями, выполняющими определенные функции и отделенными от других частей организма
У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счёт различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счёт разного количества тканей. Для позвоночных характерна цефализация(эволюционная тенденция, при которой на протяжении многих поколений рот, органы чувств и нервные узлы концентрируются на переднем конце животного, образуя область головы), заключающаяся в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.
Органе́ллы или органо́иды (от орган и др. -греч. εἶδος — вид) — постоянные компоненты клетки, жизненно необходимые для её существования. Органеллы располагаются во внутренней части клетки — цитоплазме, в которой, наряду с органеллами, могут находиться различные включения.
Гуморальная и нервная регуляции
Тело человека, как и многих животных имеет очень сложное строение. От клеток до систем органов организм представляет собой взаимосвязанную систему, для нормального функционирования которой должен быть создан четкий механизм регулирования. Он осуществляется двумя путями. Первый способ является самым быстрым. Он называется нервной регуляцией. Данный процесс воплощает в жизнь одноименная система. Существует ошибочное мнение, что гуморальная регуляция осуществляется с помощью нервных импульсов. Однако это совсем не так. Гуморальная регуляция осуществляется с помощью гормонов, которые поступают в жидкостные среды организма.
Гуморальная регуляция функции осуществляется с помощью специализированных органов. Они называются железами и объединяются в отдельную систему, которая называется эндокринной. Эти органы образованы особым видом эпителиальной ткани и способны к регенерации. Действие гормонов носит долгосрочный характер и продолжается на протяжении всей организма.
Железами выделяются гормоны. Благодаря особой структуре эти вещества ускоряют или нормализуют различные физиологические процессы в организме. К примеру, в основании головного мозга находится железа гипофиз. Она продуцирует гормон роста, в результате действия, которого организм увеличивается в размерах.
Итак, гуморальная регуляция в организме осуществляется с помощью особых органов – желез. Они обеспечивают постоянство внутренней среды, или гомеостаз. Их действие носит характер обратной связи. К примеру, такой важнейший для организма показатель, как уровень сахара в крови, регулируется гормоном инсулином в верхнем пределе и глюкагоном - в нижнем. Таков механизм действия эндокринной системы.
Особенности нервной регуляции
Данная система включает центральный и периферический отдел. Если гуморальная регуляция функций организма осуществляется с помощью химических веществ, то данный способ представляет собой «транспортную магистраль», связывающую организм в единое целое. Происходит этот процесс достаточно быстро. Только представьте, что вы дотронулись рукой до горячего утюга или зимой босиком вышли на снег. Реакция организма будет практически мгновенной. Это имеет важнейшее защитное значение, способствует и адаптации, и выживанию в различных условиях. Нервная система лежит в основе врожденных и приобретённых реакций организма. Первыми являются безусловные рефлексы. К ним относятся дыхательный, сосательный, мигательный. А с течением времени у человека формируются приобретенные реакции. Это безусловные рефлексы.
https://infourok.ru/nervnaya_i_gumoralnaya_regulyaciya_funkciy_organizma.-575673.htm#::text=%D0%93%D1%83%D0%BC%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F%20%D1%80%D0%B5%D0%B3%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F%20%D0%BE%D1%81%D1%83%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BB%D1%8F%D0%B5%D1%82%D1%81%D1%8F%20%D1%81%20%D0%BF%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D1%89%D1%8C%D1%8E,%D0%BE%D1%81%D1%83%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BB%D1%8F%D0%B5%D1%82%D1%81%D1%8F%20%D1%81%20%D0%BF%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D1%89%D1%8C%D1%8E%20%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D0%B9%20%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B.&text=%D0%9D%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D0%B8%20%D0%B3%D1%83%D0%BC%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D1%81%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B1%D1%8B%20%D1%80%D0%B5%D0%B3%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D0%B8%20%D1%84%D1%83%D0%BD%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B9%20%D1%82%D0%B5%D1%81%D0%BD%D0%BE%20%D1%81%D0%B2%D1%8F%D0%B7%D0%B0%D0%BD%D1%8B%20%D0%BC%D0%B5%D0%B6%D0%B4%D1%83%20%D1%81%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B9. |
|
|
Скачать 2.63 Mb.