Niveaux hiérarchiques d'organisation de la présentation de la matière. Caractéristiques du niveau biologique d'organisation de la matière

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ÉTAPES DE DÉVELOPPEMENT DE LA BIOLOGIE

• période de systématique - biologie naturaliste;
• période évolutive - biologie physique et chimique;
• période de biologie du microcosme - biologie évolutive.

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biologie naturaliste

Aristote :

Il a divisé le règne animal en deux groupes : ceux qui ont du sang et ceux qui n'en ont pas.

Homme au-dessus des animaux de sang (anthropocentrisme).

K. Linné :

• développé une hiérarchie harmonieuse de tous les animaux et plantes (espèce - genre - ordre - classe),
• introduit une terminologie précise pour décrire les plantes et les animaux.

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Biologie physico-chimique

Comprendre les mécanismes des phénomènes et processus se produisant à différents niveaux de la vie et des organismes vivants.

De nouvelles théories ont émergé :

• théorie cellulaire,
• cytologie,
• la génétique,
• biochimie,
• biophysique.

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la biologie de l'évolution

• La question de l'origine et de l'essence de la vie.
• J. B. Lamarck a proposé la première théorie de l'évolution en 1809.
• J. Cuvier - la théorie des catastrophes.
• C. théorie de l'évolution de Darwin en 1859
• Théorie moderne (synthétique) de l'évolution (représente la synthèse de la génétique et du darwinisme).

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La théorie de l'évolution de Darwin

• variabilité
• hérédité
• sélection naturelle

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Niveaux structurels d'organisation de la vie

• Niveau cellulaire
• Niveau population-espèce
• Niveau biocénotique
• Niveau biogéocénotique
• niveau biosphérique

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Niveau génétique moléculaire

• Le niveau de fonctionnement des biopolymères (protéines, acides nucléiques, polysaccharides), etc., sous-tendant les processus vitaux des organismes.
• Unité structurale élémentaire - gène
• Le support de l'information héréditaire est la molécule d'ADN.

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Objectif : étudier les mécanismes de transmission de l'information génétique, l'hérédité et la variabilité, l'étude des processus évolutifs, l'origine et l'essence de la vie.

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• Les macromolécules sont des molécules polymères géantes construites à partir de nombreux monomères.
• Polymères : polysaccharides, protéines et acides nucléiques.
• Les monomères pour eux sont les monosaccharides, les acides aminés et les nucléotides.

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• Les polysaccharides (amidon, glycogène, cellulose) sont des sources d'énergie et des matériaux de construction pour la synthèse de molécules plus grosses.
• Les protéines et les acides nucléiques sont des molécules "d'information".

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Écureuils

• Les macromolécules sont de très longues chaînes d'acides aminés.
• La plupart des protéines agissent comme des catalyseurs (enzymes).
• Les protéines jouent le rôle de transporteurs.

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Acides nucléiques

• Composés organiques complexes, qui sont des biopolymères contenant du phosphore (polynucléotides).
• Types : acide désoxyribonucléique (ADN) et acide ribonucléique (ARN).
• L'information génétique d'un organisme est stockée dans des molécules d'ADN.
• Ils ont la propriété de dissymétrie moléculaire (asymétrie), ou chiralité moléculaire - ils sont optiquement actifs.

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• L'ADN est constitué de deux brins torsadés en une double hélice.
• L'ARN contient 4 à 6 000 nucléotides individuels, l'ADN - 10 à 25 000.
• Un gène est un segment d'une molécule d'ADN ou d'ARN.

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Niveau cellulaire

• À ce niveau, il y a une différenciation spatiale et un ordre des processus de la vie en raison de la division des fonctions entre des structures spécifiques.
• L'unité structurelle et fonctionnelle de base de tous les organismes vivants est la cellule.
• L'histoire de la vie sur notre planète a commencé avec ce niveau d'organisation.

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Une cellule est un grain naturel de vie, comme un atome est un grain naturel de matière inorganisée.Teilhard de Chardin

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• Une cellule est un système biologique élémentaire capable de s'auto-renouveler, de s'auto-reproduire et de se développer.
• La science qui étudie la cellule vivante s'appelle la cytologie.
• La cellule a été décrite pour la première fois par R. Hooke en 1665.

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• Tous les organismes vivants sont constitués de cellules et de leurs produits métaboliques.
• De nouvelles cellules sont formées par la division de cellules préexistantes.
• Toutes les cellules ont une composition chimique et un métabolisme similaires.
• L'activité de l'organisme dans son ensemble est constituée de l'activité et de l'interaction des cellules individuelles.

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Dans les années 1830 Le noyau cellulaire a été découvert et décrit.

Toutes les cellules sont constituées de :

• la membrane plasmique, qui contrôle le passage des substances de l'environnement dans la cellule et vice versa ;
• cytoplasme avec une structure diverse;
• le noyau cellulaire, qui contient l'information génétique.

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La structure d'une cellule animale

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• Les cellules peuvent exister à la fois en tant qu'organismes indépendants et en tant que partie d'organismes multicellulaires.
• Un organisme vivant est formé de milliards de cellules diverses (jusqu'à 1015).
• Les cellules de tous les organismes vivants ont une composition chimique similaire.

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Selon le type de cellules, tous les organismes sont divisés en deux groupes :

1) procaryotes - cellules dépourvues de noyau, par exemple des bactéries ;

2) eucaryotes - cellules contenant des noyaux, comme les protozoaires, les champignons, les plantes et les animaux.

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Niveau ontogénétique (organisme)

• Un organisme est un système vivant intégral unicellulaire ou multicellulaire capable d'existence indépendante.
• L'ontogenèse est le processus de développement individuel d'un organisme de la naissance à la mort, le processus de réalisation des informations héréditaires.

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• La physiologie est la science du fonctionnement et du développement des organismes vivants multicellulaires.
• Le processus d'ontogenèse est décrit sur la base de la loi biogénétique formulée par E. Haeckel.

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Un organisme est un système stable d'organes et de tissus internes qui existent dans l'environnement externe.

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Niveau population-espèce

• Elle commence par l'étude de la relation et de l'interaction entre des ensembles d'individus d'une même espèce qui possèdent un même pool génétique et occupent un même territoire.
• L'unité de base est la population.

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Le niveau de la population va au-delà de la portée d'un organisme individuel, et c'est pourquoi on l'appelle le niveau d'organisation supra-organique.

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• Une population est un ensemble d'individus d'une même espèce occupant un certain territoire, se reproduisant sur une longue période de temps et possédant un fonds génétique commun.
• Espèce - un ensemble d'individus dont la structure et les propriétés physiologiques sont similaires, ont une origine commune, peuvent se croiser librement et produire une progéniture fertile.

Biogéocénose, ou système écologique (écosystème) - un ensemble d'éléments biotiques et abiotiques interconnectés par l'échange de matière, d'énergie et d'informations, au sein duquel la circulation de substances dans la nature peut s'effectuer.

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La biogéocénose est un système intégral d'autorégulation, composé de :

• producteurs (producteurs) qui transforment directement la matière inanimée (algues, plantes, micro-organismes);
• consommateurs de premier ordre - la matière et l'énergie sont obtenues grâce à l'utilisation de producteurs (herbivores);
• consommateurs de second ordre (prédateurs, etc.) ;
• charognards (saprophytes et saprophages) se nourrissant d'animaux morts;
• les décomposeurs sont un groupe de bactéries et de champignons qui décomposent les restes de matière organique.

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niveau biosphérique

• Le plus haut niveau d'organisation de la vie, couvrant tous les phénomènes de la vie sur notre planète.
• La biosphère est la substance vivante de la planète (la totalité de tous les organismes vivants sur la planète, y compris les humains) et l'environnement transformé par elle.

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• La biosphère est un système écologique unique.
• L'étude du fonctionnement de ce système, de sa structure et de ses fonctions est la tâche la plus importante de la biologie.
• L'écologie, la biocénologie et la biogéochimie sont engagées dans l'étude de ces problèmes.

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Chaque niveau d'organisation de la matière vivante a ses propres caractéristiques spécifiques, par conséquent, dans toute recherche biologique, un certain niveau est le principal.

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Test de biologie

Caractéristiques qualitatives de la matière vivante. Niveaux d'organisation du vivant.

La composition chimique de la cellule (les protéines, leur structure et leurs fonctions)

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Tcheliabinsk 2009

Caractéristiques qualitatives de la matière vivante. Niveaux d'organisation du vivant

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.

Les cellules des organismes multicellulaires forment des tissus - des systèmes de cellules de structure et de fonction similaires et des substances intercellulaires qui leur sont associées. Les tissus sont intégrés dans de plus grandes unités fonctionnelles appelées organes. Les organes internes sont caractéristiques des animaux ; ils font ici partie des systèmes organiques (respiratoire, nerveux, etc.). Par exemple, le système digestif : cavité buccale, pharynx, œsophage, estomac, duodénum, ​​intestin grêle, gros intestin, anus. Une telle spécialisation, d'une part, améliore le fonctionnement de l'organisme dans son ensemble et, d'autre part, elle nécessite une augmentation du degré de coordination et d'intégration des divers tissus et organes.

Une cellule est une unité structurelle et fonctionnelle, ainsi qu'une unité de développement pour tous les organismes vivants qui vivent sur Terre. Au niveau cellulaire, le transfert d'informations et la transformation de substances et d'énergie sont conjugués.

L'unité élémentaire du niveau de l'organisme est l'individu, qui est considéré dans le développement - du moment de la naissance à la fin de l'existence - comme un système vivant. Il existe des systèmes d'organes spécialisés pour remplir diverses fonctions.

Un ensemble d'organismes de la même espèce, unis par un habitat commun, dans lequel une population est créée - un système supra-organique. Des transformations évolutives élémentaires s'effectuent dans ce système.

La biogéocénose est un ensemble d'organismes d'espèces différentes et d'organisation de complexité variable avec les facteurs de leur habitat. Au cours du développement historique conjoint d'organismes de différents groupes systématiques, des communautés dynamiques et stables se forment.

Biosphère - la totalité de toutes les biogéocénoses, un système qui couvre tous les phénomènes de la vie sur notre planète. A ce niveau, il y a une circulation des substances et la transformation de l'énergie associée à l'activité vitale de tous les organismes vivants.

Tableau 1. Niveaux d'organisation de la matière vivante

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.

Cellulaire

L'étude des cellules agissant comme des organismes indépendants (bactéries, protozoaires et certains autres organismes) et des cellules qui composent les organismes multicellulaires.

en tissu

Les cellules qui ont une origine commune et remplissent des fonctions similaires forment des tissus. Il existe plusieurs types de tissus animaux et végétaux aux propriétés différentes.

Organe

Les organismes (systèmes d'organes) se forment dans les organismes, à commencer par les coelentérés, souvent à partir de tissus de différents types.

Organisme

Ce niveau est représenté par des organismes unicellulaires et multicellulaires.

population-espèce

Les organismes de la même espèce vivant ensemble dans certaines zones constituent une population. Aujourd'hui, sur Terre, il existe environ 500 000 espèces végétales et environ 1,5 million d'espèces animales.

Biogéocénotique

Représenté par une combinaison d'organismes d'espèces différentes, à un degré ou à un autre dépendants les uns des autres.

biosphère

La plus haute forme d'organisation du vivant. Comprend toutes les biogéocénoses associées au métabolisme général et à la conversion énergétique.

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.

Membrane cellulaire. L'appareil de surface de la cellule, ses parties principales, leur but

Une cellule vivante est une particule fondamentale de la structure de la matière vivante. C'est le système le plus simple qui possède tout l'ensemble des propriétés d'un être vivant, y compris la capacité de transférer des informations génétiques. La théorie cellulaire a été créée par les scientifiques allemands Theodor Schwann et Matthias Schleiden. Sa position principale est l'affirmation que tous les organismes végétaux et animaux sont constitués de cellules de structure similaire. Des études dans le domaine de la cytologie ont montré que toutes les cellules effectuent un métabolisme, sont capables d'autorégulation et peuvent transmettre des informations héréditaires. Le cycle de vie de toute cellule se termine soit par la division et la continuation de la vie sous une forme mise à jour, soit par la mort. Dans le même temps, il s'est avéré que les cellules sont très diverses ; elles peuvent exister en tant qu'organismes unicellulaires ou en tant que partie d'organismes multicellulaires. La durée de vie des cellules peut ne pas dépasser quelques jours, ou elle peut coïncider avec la durée de vie de l'organisme. La taille des cellules varie considérablement: de 0,001 à 10 cm.Les cellules forment des tissus, plusieurs types de tissus - organes, groupes d'organes associés à la solution de toutes les tâches courantes sont appelés systèmes corporels. Les cellules ont une structure complexe. Il est isolé du milieu extérieur par une coquille qui, étant lâche et lâche, assure l'interaction de la cellule avec le monde extérieur, l'échange de matière, d'énergie et d'informations avec lui. Le métabolisme cellulaire sert de base à une autre de leurs propriétés les plus importantes - le maintien de la stabilité, la stabilité des conditions de l'environnement interne de la cellule. Cette propriété des cellules, inhérente à tout le système vivant, s'appelle l'homéostasie. L'homéostasie, c'est-à-dire la constance de la composition de la cellule, est maintenue par le métabolisme, c'est-à-dire le métabolisme. Le métabolisme est un processus complexe en plusieurs étapes, comprenant la livraison de substances initiales dans la cellule, la production d'énergie et de protéines à partir de celles-ci, l'élimination de produits utiles, d'énergie et de déchets de la cellule dans l'environnement.

La membrane cellulaire est une membrane cellulaire qui remplit les fonctions suivantes :

séparation du contenu de la cellule et du milieu extérieur ;

régulation du métabolisme entre la cellule et l'environnement ;

lieu de certaines réactions biochimiques (y compris la photosynthèse, la phosphorylation oxydative);

association des cellules dans les tissus.

Les coquilles sont divisées en plasma (membranes cellulaires) et externe. La propriété la plus importante de la membrane plasmique est la semi-perméabilité, c'est-à-dire la capacité de ne laisser passer que certaines substances. Le glucose, les acides aminés, les acides gras et les ions y diffusent lentement, et les membranes elles-mêmes peuvent réguler activement le processus de diffusion.

Selon les données modernes, les membranes plasmiques sont des structures de lipoprotéines. Les lipides forment spontanément une bicouche, et les protéines membranaires y "nagent". Il existe plusieurs milliers de protéines différentes dans les membranes : structurelles, porteuses, enzymes et autres. On suppose qu'il existe des pores entre les molécules de protéines à travers lesquels les substances hydrophiles peuvent passer (la bicouche lipidique empêche leur pénétration directe dans la cellule). Des groupes glycosyle sont attachés à certaines molécules à la surface de la membrane, qui sont impliquées dans le processus de reconnaissance cellulaire lors de la formation des tissus.

Différents types de membranes diffèrent par leur épaisseur (généralement de 5 à 10 nm). La bicouche lipidique a une consistance similaire à celle de l'huile d'olive. En fonction des conditions extérieures (le cholestérol est le régulateur), la structure de la bicouche peut changer pour devenir plus liquide (l'activité membranaire en dépend).

Un problème important est le transport de substances à travers les membranes plasmiques. Il est essentiel pour apporter des nutriments dans la cellule, éliminer les déchets toxiques et créer des gradients pour maintenir les nerfs et les muscles actifs. Il existe les mécanismes suivants de transport de substances à travers la membrane:

diffusion (les gaz, les molécules liposolubles pénètrent directement à travers la membrane plasmique) ; avec une diffusion facilitée, une substance soluble dans l'eau traverse la membrane par un canal spécial créé par une molécule spécifique;

osmose (diffusion de l'eau à travers des membranes semi-perméables) ;

transport actif (le transfert de molécules d'une zone à concentration plus faible vers une zone à concentration plus élevée, par exemple, via des protéines de transport spéciales, nécessite la dépense d'énergie ATP);

lors de l'endocytose, la membrane forme des invaginations qui se transforment ensuite en vésicules ou vacuoles. Il y a la phagocytose - l'absorption de particules solides (par exemple, par les leucocytes sanguins) - et la pinocytose - l'absorption de liquides ;

exocytose - un processus inverse à l'endocytose; les restes non digérés de particules solides et de sécrétion liquide sont éliminés des cellules.

Les structures supramembranaires peuvent être situées au-dessus de la membrane plasmique de la cellule. Leur structure est une caractéristique de classification humide. Chez les animaux, c'est un glycocalyx (complexe protéine-glucide), chez les plantes, les champignons et les bactéries, c'est une paroi cellulaire. La paroi cellulaire des plantes comprend de la cellulose, des champignons - la chitine, des bactéries - un murein complexe protéine-polysaccharide.

La base de l'appareil de surface des cellules (PAC) est la membrane cellulaire externe, ou plasmalemme. En plus du plasmalemme, PAC a un complexe épimembranaire, tandis que les eucaryotes ont également un complexe sous-membranaire.

Les principaux composants biochimiques du plasmalemme (du grec plasma - formation et lemme - coquille, croûte) sont les lipides et les protéines. Leur rapport quantitatif chez la plupart des eucaryotes est de 1: 1, et chez les procaryotes, les protéines prédominent dans le plasmalemme. Une petite quantité de glucides se trouve dans la membrane cellulaire externe et des composés ressemblant à des graisses peuvent être trouvés (chez les mammifères - cholestérol, vitamines liposolubles).

Le complexe supra-membranaire de l'appareil de surface des cellules est caractérisé par une variété de structures. Chez les procaryotes, le complexe épimembranaire est dans la plupart des cas représenté par une paroi cellulaire de différentes épaisseurs, dont la base est le complexe glycoprotéine murein (chez les archaebactéries, pseudomurein). Chez un certain nombre d'eubactéries, la partie externe du complexe épimembranaire est constituée d'une autre membrane à forte teneur en lipopolysaccharides. Chez les eucaryotes, le composant universel du complexe épimembranaire est les glucides - composants des glycolipides et des glycoprotéines du plasmalemme. Pour cette raison, il s'appelait à l'origine glycocalyx (du grec glycos - doux, glucide et callum latin - peau épaisse, coquille). En plus des glucides, les protéines périphériques au-dessus de la couche bilipidique sont incluses dans le glycocalyx. Des variantes plus complexes du complexe épimembranaire se trouvent chez les plantes (paroi cellulaire constituée de cellulose), les champignons et les arthropodes (enveloppe extérieure constituée de chitine).

Le complexe sous-membranaire (du lat. sous - sous) n'est caractéristique que des cellules eucaryotes. Il se compose d'une variété de structures filamenteuses protéiques: fibrilles minces (du latin fibrille - fibre, fil), microfibrilles (du grec micros - petit), fibrilles squelettiques (du squelette grec - séché) et microtubules. Ils sont reliés les uns aux autres par des protéines et forment l'appareil musculo-squelettique de la cellule. Le complexe sous-membranaire interagit avec les protéines de la membrane plasmique qui, à leur tour, sont associées au complexe supramembranaire. Par conséquent, les HAP sont un système structurellement intégral. Cela lui permet de remplir des fonctions importantes pour la cellule : isolation, transport, catalyse, récepteur-signalisation et contact.

La composition chimique de la cellule (les protéines, leur structure et leurs fonctions)

Les processus chimiques se produisant dans une cellule sont l'une des principales conditions de sa vie, de son développement et de son fonctionnement.

SAUT DE PAGE--

Toutes les cellules des organismes végétaux et animaux, ainsi que les micro-organismes, ont une composition chimique similaire, ce qui indique l'unité du monde organique.

Sur les 109 éléments du système périodique de Mendeleev, une grande majorité d'entre eux ont été trouvés dans les cellules. Certains éléments sont contenus dans les cellules en quantité relativement importante, d'autres - en petite quantité (tableau 2).

Tableau 2. Teneur en éléments chimiques dans une cellule

Éléments

Quantité (en %)

Éléments

Quantité (en %)

Oxygène

Au premier rang des substances de la cellule se trouve l'eau. Il représente près de 80 % de la masse de la cellule. L'eau est le composant le plus important de la cellule, pas seulement en quantité. Il joue un rôle essentiel et diversifié dans la vie de la cellule.

L'eau détermine les propriétés physiques de la cellule - son volume, son élasticité. L'importance de l'eau dans la formation de la structure des molécules de substances organiques, en particulier la structure des protéines, qui est nécessaire à l'accomplissement de leurs fonctions. L'importance de l'eau en tant que solvant est grande : de nombreuses substances pénètrent dans la cellule depuis l'environnement extérieur dans une solution aqueuse, et les déchets sont éliminés de la cellule dans une solution aqueuse. Enfin, l'eau participe directement à de nombreuses réactions chimiques (dégradation des protéines, des glucides, des lipides, etc.).

Le rôle biologique de l'eau est déterminé par la particularité de sa structure moléculaire, la polarité de ses molécules.

Les substances inorganiques de la cellule, en plus de l'eau, comprennent également des sels. Pour les processus vitaux, parmi les cations qui composent les sels, les plus importants sont K+, Na+, Ca2+, Mg2+, des anions -HPO4-, H2PO4-, Cl-, HCO3-.

La concentration de cations et d'anions dans une cellule et dans son environnement est généralement très différente. Tant que la cellule est vivante, le rapport des ions à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule est constamment maintenu. Après la mort d'une cellule, la teneur en ions dans la cellule et dans le milieu s'égalise rapidement. Les ions contenus dans la cellule sont d'une grande importance pour le fonctionnement normal de la cellule, ainsi que pour maintenir une réaction constante à l'intérieur de la cellule. Malgré le fait que des acides et des alcalis se forment en permanence au cours de l'activité vitale, la réaction de la cellule est normalement légèrement alcaline, presque neutre.

Les substances inorganiques sont contenues dans la cellule non seulement à l'état dissous, mais également à l'état solide. En particulier, la résistance et la dureté du tissu osseux sont fournies par le phosphate de calcium et les coquilles de mollusques - par le carbonate de calcium.

Les substances organiques forment environ 20 à 30% de la composition de la cellule.

Les biopolymères comprennent les glucides et les protéines. Les glucides sont constitués d'atomes de carbone, d'oxygène et d'hydrogène. Distinguer glucides simples et complexes. Simple - monosaccharides. Complexe - polymères dont les monomères sont des monosaccharides (oligosaccharides et polysaccharides). Avec une augmentation du nombre d'unités monomères, la solubilité des polysaccharides diminue et le goût sucré disparaît.

Les monosaccharides sont des substances cristallines solides et incolores qui sont très solubles dans l'eau et très peu (ou pas du tout) solubles dans les solvants organiques. Parmi les monosaccharides, on distingue les trioses, les tétroses, les pentoses et les hexoses. Parmi les oligosaccharides, les plus courants sont les disaccharides (maltose, lactose, saccharose). Les polysaccharides se trouvent le plus souvent dans la nature (cellulose, amidon, chitine, glycogène). Leurs monomères sont des molécules de glucose. Ils se dissolvent partiellement dans l'eau, gonflant pour former des solutions colloïdales.

Les lipides sont des graisses insolubles dans l'eau et des substances analogues aux graisses composées de glycérol et d'acides gras de haut poids moléculaire. Les graisses sont des esters de l'alcool trihydrique glycérol et des acides gras supérieurs. Les graisses animales se trouvent dans le lait, la viande, les tissus sous-cutanés. Dans les plantes - dans les graines, les fruits. En plus des graisses, les cellules contiennent également leurs dérivés - les stéroïdes (cholestérol, hormones et vitamines liposolubles A, D, K, E, F).

Les lipides sont :

les éléments structuraux des membranes cellulaires et des organites cellulaires ;

matière énergétique (1 g de matière grasse, oxydée, libère 39 kJ d'énergie) ;

substances de réserve;

remplir une fonction protectrice (chez les animaux marins et polaires);

affecter le fonctionnement du système nerveux;

source d'eau pour le corps (1 kg, oxydé, donne 1,1 kg d'eau).

Acides nucléiques. Le nom "acides nucléiques" vient du mot latin "noyau", c'est-à-dire noyau : ils ont d'abord été trouvés dans les noyaux cellulaires. La signification biologique des acides nucléiques est très élevée. Ils jouent un rôle central dans le stockage et la transmission des propriétés héréditaires de la cellule, c'est pourquoi ils sont souvent appelés substances de l'hérédité. Les acides nucléiques assurent la synthèse des protéines dans la cellule, exactement comme dans la cellule mère, et la transmission de l'information héréditaire. Il existe deux types d'acides nucléiques - l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN).

La molécule d'ADN est constituée de deux brins hélicoïdaux. L'ADN est un polymère dont les monomères sont des nucléotides. Les nucléotides sont des composés constitués d'une molécule d'acide phosphorique, d'un hydrate de carbone désoxyribose et d'une base azotée. L'ADN possède quatre types de bases azotées : l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C), la thymine (T). Chaque brin d'ADN est un polynucléotide constitué de plusieurs dizaines de milliers de nucléotides. La duplication de l'ADN - reduplication - assure le transfert des informations héréditaires de la cellule mère vers les cellules filles.

L'ARN est un polymère de structure similaire à un seul brin d'ADN, mais plus petit. Les monomères d'ARN sont des nucléotides composés d'acide phosphorique, d'un glucide ribose et d'une base azotée. Au lieu de thymine, l'ARN contient de l'uracile. Trois types d'ARN sont connus : informationnel (i-ARN) - transmet des informations sur la structure de la protéine à partir de la molécule d'ADN ; transport (ARN-t) - transporte les acides aminés vers le site de synthèse des protéines ; ribosomique (ARNr) - contenu dans les ribosomes, participe au maintien de la structure du ribosome.

Un rôle très important dans la bioénergétique de la cellule est joué par l'adénylnucléotide, auquel sont attachés deux résidus d'acide phosphorique. Cette substance est appelée adénosine triphosphate (ATP). L'ATP est un accumulateur d'énergie biologique universel : l'énergie lumineuse du soleil et l'énergie contenue dans les aliments consommés sont stockées dans des molécules d'ATP. L'ATP est une structure instable; la transition de l'ATP à l'ADP (adénosine diphosphate) libère 40 kJ d'énergie. L'ATP est produit dans les mitochondries des cellules animales et lors de la photosynthèse dans les chloroplastes végétaux. L'énergie ATP est utilisée pour effectuer un travail chimique (synthèse de protéines, graisses, glucides, acides nucléiques), mécanique (mouvement, travail musculaire), transformation en énergie électrique ou lumineuse (décharges de rayons électriques, anguilles, lueur des insectes).

Les protéines sont des polymères non périodiques dont les monomères sont des acides aminés. Toutes les protéines sont constituées d'atomes de carbone, d'hydrogène, d'oxygène et d'azote. De nombreuses protéines contiennent également des atomes de soufre. Il existe des protéines, qui comprennent également des atomes métalliques - fer, zinc, cuivre. La présence de groupes acides et basiques détermine la haute réactivité des acides aminés. Une molécule d'eau est libérée du groupe amino d'un acide aminé et du carboxyle d'un autre, et les électrons libérés forment une liaison peptidique : CO-NN (découvert en 1888 par le professeur A.Ya. Danilevsky), donc les protéines sont appelées polypeptides. Les molécules de protéines sont des macromolécules. De nombreux acides aminés sont connus. Mais en tant que monomères de toutes les protéines naturelles - animales, végétales, microbiennes, virales - seuls 20 acides aminés sont connus. Ils sont appelés "magiques". Le fait que les protéines de tous les organismes soient construites à partir des mêmes acides aminés est une autre preuve de l'unité du monde vivant sur Terre.

Dans la structure des molécules protéiques, on distingue 4 niveaux d'organisation :

1. La structure primaire est une chaîne polypeptidique d'acides aminés liés dans une certaine séquence par des liaisons peptidiques covalentes.

2. Structure secondaire - une chaîne polypeptidique en forme de spirale. De nombreuses liaisons hydrogène apparaissent entre les liaisons peptidiques des spires voisines et d'autres atomes, fournissant une structure solide.

3. Structure tertiaire - une configuration spécifique pour chaque protéine - un globule. Il est maintenu par des liaisons hydrophobes de faible résistance ou des forces de cohésion entre les radicaux non polaires, que l'on trouve dans de nombreux acides aminés. Il existe également des liaisons S-S covalentes qui se produisent entre les radicaux de l'acide aminé soufré cystéine, qui sont éloignés les uns des autres.

4. La structure quaternaire se produit lorsque plusieurs macromolécules sont combinées pour former des agrégats. Ainsi, l'hémoglobine du sang humain est un agrégat de quatre macromolécules.

La violation de la structure naturelle de la protéine est appelée dénaturation. Il se produit sous l'influence de températures élevées, de produits chimiques, d'énergie rayonnante et d'autres facteurs.

Le rôle des protéines dans la vie des cellules et des organismes :

bâtiment (structurel) - protéines - le matériau de construction du corps (coquilles, membranes, organites, tissus, organes);

fonction catalytique - enzymes qui accélèrent les réactions des centaines de millions de fois ;

fonction musculo-squelettique - protéines qui composent les os du squelette, les tendons; mouvement des flagellés, ciliés, contraction musculaire;

fonction de transport - hémoglobine sanguine;

protecteur - les anticorps sanguins neutralisent les substances étrangères;

fonction énergétique - lors de la dégradation des protéines, 1 g libère 17,6 kJ d'énergie;

régulatrices et hormonales - les protéines font partie de nombreuses hormones et participent à la régulation des processus vitaux de l'organisme;

récepteur - les protéines effectuent le processus de reconnaissance sélective des substances individuelles et de leur attachement aux molécules.

Métabolisme dans la cellule. Photosynthèse. Chimiosynthèse

Une condition préalable à l'existence de tout organisme est un apport constant de nutriments et une libération constante des produits finaux des réactions chimiques se produisant dans les cellules. Les nutriments sont utilisés par les organismes comme source d'atomes d'éléments chimiques (principalement des atomes de carbone), à ​​partir desquels toutes les structures sont construites ou renouvelées. En plus des nutriments, le corps reçoit également de l'eau, de l'oxygène et des sels minéraux.

Les substances organiques qui sont entrées dans les cellules (ou synthétisées lors de la photosynthèse) sont divisées en éléments constitutifs - les monomères et envoyées à toutes les cellules du corps. Une partie des molécules de ces substances est consacrée à la synthèse de substances organiques spécifiques inhérentes à cet organisme. Les cellules synthétisent des protéines, des lipides, des glucides, des acides nucléiques et d'autres substances qui remplissent diverses fonctions (constructrices, catalytiques, régulatrices, protectrices, etc.).

Une autre partie des composés organiques de faible poids moléculaire qui pénètrent dans les cellules va à la formation d'ATP, dont les molécules contiennent de l'énergie destinée directement à l'exécution du travail. L'énergie est nécessaire à la synthèse de toutes les substances spécifiques du corps, au maintien de son organisation hautement ordonnée, au transport actif des substances au sein des cellules, d'une cellule à l'autre, d'une partie du corps à l'autre, à la transmission de l'influx nerveux, mouvement des organismes, maintien d'une température corporelle constante (chez les oiseaux et les mammifères) et à d'autres fins.

Au cours de la transformation de substances dans les cellules, des produits finaux du métabolisme se forment, qui peuvent être toxiques pour le corps et en sont excrétés (par exemple, l'ammoniac). Ainsi, tous les organismes vivants consomment constamment certaines substances de l'environnement, les transforment et libèrent des produits finaux dans l'environnement.

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L'ensemble des réactions chimiques qui se produisent dans le corps est appelé métabolisme ou métabolisme. Selon la direction générale des processus, le catabolisme et l'anabolisme sont distingués.

Le catabolisme (dissimilation) est un ensemble de réactions conduisant à la formation de composés simples à partir de composés plus complexes. Les réactions cataboliques comprennent, par exemple, les réactions d'hydrolyse des polymères en monomères et la scission de ces derniers en dioxyde de carbone, eau, ammoniac, c'est-à-dire réactions du métabolisme énergétique, au cours desquelles l'oxydation des substances organiques et la synthèse de l'ATP.

L'anabolisme (assimilation) est un ensemble de réactions permettant la synthèse de substances organiques complexes à partir de substances plus simples. Celles-ci incluent, par exemple, la fixation de l'azote et la biosynthèse des protéines, la synthèse des glucides à partir du dioxyde de carbone et de l'eau lors de la photosynthèse, la synthèse des polysaccharides, des lipides, des nucléotides, de l'ADN, de l'ARN et d'autres substances.

La synthèse de substances dans les cellules d'organismes vivants est souvent appelée métabolisme plastique, et la décomposition de substances et leur oxydation, accompagnées de la synthèse d'ATP, est appelée métabolisme énergétique. Les deux types de métabolisme constituent la base de l'activité vitale de toute cellule et, par conséquent, de tout organisme, et sont étroitement liés l'un à l'autre. D'une part, toutes les réactions d'échange plastique nécessitent une dépense d'énergie. En revanche, pour la mise en œuvre des réactions du métabolisme énergétique, une synthèse constante d'enzymes est nécessaire, car leur durée de vie est courte. De plus, des substances utilisées pour la respiration se forment au cours du métabolisme plastique (par exemple, lors de la photosynthèse).

Photosynthèse - processus de formation de matière organique à partir de dioxyde de carbone et d'eau à la lumière avec la participation de pigments photosynthétiques (chlorophylle chez les plantes, bactériochlorophylle et bactériorhodopsine chez les bactéries). Dans la physiologie végétale moderne, la photosynthèse est plus souvent comprise comme une fonction photoautotrophe - un ensemble de processus d'absorption, de transformation et d'utilisation de l'énergie des quanta de lumière dans diverses réactions endergoniques, y compris la conversion du dioxyde de carbone en substances organiques.

La photosynthèse est la principale source d'énergie biologique, les autotrophes photosynthétiques l'utilisent pour synthétiser des substances organiques à partir de substances inorganiques, les hétérotrophes existent en raison de l'énergie stockée par les autotrophes sous forme de liaisons chimiques, la libérant dans les processus de respiration et de fermentation. L'énergie reçue par l'humanité de la combustion des combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel, tourbe) est également stockée dans le processus de photosynthèse.

La photosynthèse est le principal apport de carbone inorganique dans le cycle biologique. Tout l'oxygène libre dans l'atmosphère est d'origine biogénique et est un sous-produit de la photosynthèse. La formation d'une atmosphère oxydante (catastrophe de l'oxygène) a complètement changé l'état de la surface terrestre, a rendu possible l'apparition de la respiration, et plus tard, après la formation de la couche d'ozone, a permis à la vie de venir se poser.

La chimiosynthèse est une méthode de nutrition autotrophe, dans laquelle la source d'énergie pour la synthèse de substances organiques à partir de CO2 est l'oxydation de composés inorganiques. Une option similaire pour obtenir de l'énergie n'est utilisée que par les bactéries. Le phénomène de la chimiosynthèse a été découvert en 1887 par le scientifique russe S.N. Vinogradsky.

Il est à noter que l'énergie libérée dans les réactions d'oxydation des composés inorganiques ne peut pas être directement utilisée dans les processus d'assimilation. Tout d'abord, cette énergie est convertie en énergie des liaisons macroénergétiques ATP et ce n'est qu'ensuite qu'elle est dépensée pour la synthèse de composés organiques.

Organismes chimiolithoautotrophes :

Les bactéries du fer (Geobacter, Gallionella) oxydent le fer ferreux en ferrique.

Les bactéries soufrées (Desulfuromonas, Desulfobacter, Beggiatoa) oxydent le sulfure d'hydrogène en soufre moléculaire ou en sels d'acide sulfurique.

Les bactéries nitrifiantes (Nitrobacteraceae, Nitrosomonas, Nitrosococcus) oxydent l'ammoniac, qui se forme lors de la décomposition de la matière organique, en acides nitreux et nitrique, qui, en interaction avec les minéraux du sol, forment des nitrites et des nitrates.

Les bactéries thioniques (Thiobacillus, Acidithiobacillus) sont capables d'oxyder les thiosulfates, les sulfites, les sulfures et le soufre moléculaire en acide sulfurique (souvent avec une diminution importante du pH de la solution), le processus d'oxydation diffère de celui des bactéries soufrées (en particulier, que les bactéries thioniques ne déposent pas de soufre intracellulaire). Certains représentants des bactéries thioniques sont des acidophiles extrêmes (elles sont capables de survivre et de se multiplier lorsque le pH de la solution descend à 2), elles sont capables de résister à de fortes concentrations de métaux lourds et d'oxyder le fer métallique et ferreux (Acidithiobacillus ferrooxidans) et de lessiver métaux lourds des minerais.

Les bactéries hydrogénées (Hydrogenophilus) sont capables d'oxyder l'hydrogène moléculaire, sont des thermophiles modérés (se développent à une température de 50 °C)

Les organismes chimiosynthétiques (par exemple, les bactéries soufrées) peuvent vivre dans les océans à de grandes profondeurs, dans les endroits où le sulfure d'hydrogène pénètre dans l'eau à partir des ruptures de la croûte terrestre. Bien sûr, les quanta de lumière ne peuvent pas pénétrer dans l'eau à une profondeur d'environ 3 à 4 kilomètres (la plupart des zones de rift de l'océan se trouvent à cette profondeur). Ainsi, les chimiosynthétiques sont les seuls organismes sur terre qui ne dépendent pas de l'énergie solaire.

D'autre part, l'ammoniac, qui est utilisé par les bactéries nitrifiantes, est libéré dans le sol lorsque des restes végétaux ou animaux pourrissent. Dans ce cas, l'activité vitale des chimiosynthétiques dépend indirectement de la lumière du soleil, puisque l'ammoniac se forme lors de la désintégration des composés organiques obtenus à partir de l'énergie du Soleil.

Le rôle des chimiosynthétiques pour tous les êtres vivants est très important, car ils constituent un maillon indispensable dans le cycle naturel des éléments les plus importants : soufre, azote, fer, etc. Les chimiosynthétiques sont également importants en tant que consommateurs naturels de substances toxiques telles que l'ammoniac et sulfure d'hydrogène. Les bactéries nitrifiantes, qui enrichissent le sol en nitrites et nitrates, sont d'une grande importance - c'est principalement sous forme de nitrates que les plantes absorbent l'azote. Certains chimiosynthétiques (en particulier les bactéries soufrées) sont utilisés pour le traitement des eaux usées.

Selon les estimations modernes, la biomasse de la "biosphère souterraine", située notamment sous les fonds marins et comprenant des archaebactéries anaérobies chimiosynthétiques oxydant le méthane, pourrait dépasser la biomasse du reste de la biosphère.

Méiose. Caractéristiques de la première et de la deuxième division de la méiose. signification biologique. La différence entre la méiose et la mitose

La compréhension du fait que les cellules germinales sont haploïdes et doivent donc être formées à l'aide d'un mécanisme spécial de division cellulaire est le résultat d'observations qui, de plus, suggéraient presque pour la première fois que les chromosomes contiennent des informations génétiques. En 1883, on a découvert que le noyau d'un ovule et le sperme d'un certain type de ver ne contiennent que deux chromosomes chacun, alors qu'il y en a déjà quatre dans un ovule fécondé. La théorie chromosomique de l'hérédité pourrait ainsi expliquer le paradoxe de longue date selon lequel le rôle du père et de la mère dans la détermination des traits de la progéniture semble souvent être le même, malgré l'énorme différence de taille de l'ovule et du sperme.

Une autre signification importante de cette découverte était que les cellules germinales doivent être formées à la suite d'un type spécial de division nucléaire, dans lequel l'ensemble des chromosomes est divisé exactement en deux. Ce type de division est appelé méiose (mot d'origine grecque, signifiant « réduction ». Le nom d'un autre type de division cellulaire, mitose, vient du mot grec signifiant « fil », ce choix de nom est basé sur le fil- comme l'apparition des chromosomes lors de leur condensation lors de la division nucléaire - ce processus se produit à la fois lors de la mitose et de la méiose) Le comportement des chromosomes lors de la méiose, lorsque leur nombre est réduit, s'est avéré plus complexe qu'on ne le pensait auparavant. Par conséquent, les caractéristiques les plus importantes de la division méiotique n'ont pu être établies qu'au début des années 1930 à la suite d'un grand nombre d'études approfondies combinant cytologie et génétique.

Dans la première division de la méiose, chaque cellule fille hérite de deux copies de l'un des deux homologues et contient donc une quantité diploïde d'ADN.

La formation des noyaux des gamètes haploïdes se produit à la suite de la deuxième division de la méiose, dans laquelle les chromosomes s'alignent à l'équateur du nouveau fuseau et, sans autre réplication de l'ADN, les chromatides sœurs se séparent les unes des autres, comme dans la mitose normale. , formant des cellules avec un ensemble haploïde d'ADN.

Ainsi, la méiose consiste en deux divisions cellulaires suivant une seule phase de duplication chromosomique, de sorte que quatre cellules haploïdes résultent de chaque cellule qui entre en méiose.

Parfois, le processus de méiose se déroule anormalement et les homologues ne peuvent pas se séparer les uns des autres - ce phénomène est appelé non-disjonction chromosomique. Certaines des cellules haploïdes formées dans ce cas reçoivent un nombre insuffisant de chromosomes, tandis que d'autres en acquièrent des copies supplémentaires. À partir de ces gamètes, des embryons défectueux se forment, dont la plupart meurent.

Dans la prophase de la première division de la méiose lors de la conjugaison (synapsis) et de la séparation des chromosomes, des changements morphologiques complexes se produisent en eux. Conformément à ces changements, la prophase se divise en cinq étapes successives :

leptoten;

zygotène;

pachytène;

diplotène;

diacinèse.

Le phénomène le plus frappant est le début de l'approche rapprochée des chromosomes dans le zygote, lorsqu'une structure spécialisée appelée complexe synaptonémique commence à se former entre les paires de chromatides sœurs de chaque bivalent. Le moment de la conjugaison complète des chromosomes est considéré comme le début du pachytène, qui dure généralement plusieurs jours, après la séparation des chromosomes, le stade diplotène commence, lorsque les chiasmes deviennent visibles pour la première fois.

Après la fin d'une longue prophase I, deux divisions nucléaires sans période de synthèse d'ADN les séparant mettent fin au processus de méiose. Ces étapes ne prennent généralement pas plus de 10% du temps total nécessaire à la méiose et portent les mêmes noms que les étapes correspondantes de la mitose. Dans le reste de la première division de la méiose, on distingue la métaphase I, l'anaphase I et la télophase I. À la fin de la première division, l'ensemble de chromosomes est réduit, passant de tétraploïde à diploïde, tout comme dans la mitose, et deux sont formé d'une seule cellule. La différence décisive est que lors de la première division de la méiose, deux chromatides soeurs, reliées au centromère, entrent dans chaque cellule, et lors de la mitose, deux chromatides séparées entrent.

De plus, après une courte interphase II, dans laquelle les chromosomes ne doublent pas, la deuxième division se produit rapidement - prophase II, anaphase II et télophase II. En conséquence, quatre noyaux haploïdes sont formés à partir de chaque cellule diploïde qui entre en méiose.

La méiose consiste en deux divisions cellulaires consécutives, dont la première dure presque aussi longtemps que toute la méiose, et est beaucoup plus compliquée que la seconde.

Après la fin de la première division de la méiose, des membranes sont à nouveau formées dans deux cellules filles et une courte interphase commence. À ce moment, les chromosomes sont quelque peu déspiralisés, mais bientôt ils se condensent à nouveau et la prophase II commence. Comme la synthèse d'ADN ne se produit pas pendant cette période, il semble que chez certains organismes, les chromosomes passent directement d'une division à l'autre. La prophase II est courte dans tous les organismes : l'enveloppe nucléaire se décompose lorsqu'un nouveau fuseau se forme, suivi de la métaphase II, de l'anaphase II et de la télophase II en succession rapide. Comme dans la mitose, les chromatides soeurs forment des filaments de kinétochore qui s'étendent du centromère dans des directions opposées. Dans la plaque métaphasique, deux chromatides soeurs sont maintenues ensemble jusqu'à l'anaphase, lorsqu'elles se séparent en raison de la séparation soudaine de leurs kinétochores. Ainsi, la deuxième division de la méiose est similaire à la mitose ordinaire, la seule différence significative est qu'il existe une copie de chaque chromosome, et non deux, comme dans la mitose.

La méiose se termine par la formation d'enveloppes nucléaires autour des quatre noyaux haploïdes formés en télophase II.

En général, à la suite de la méiose, quatre cellules haploïdes sont formées à partir d'une cellule diploïde. Au cours de la méiose des gamètes, les cellules haploïdes résultantes forment des gamètes. Ce type de méiose est caractéristique des animaux. La méiose gamétique est étroitement liée à la gamétogenèse et à la fécondation. Dans la méiose zygotique et sporulée, les cellules haploïdes résultantes donnent naissance à des spores ou des zoospores. Ces types de méiose sont caractéristiques des eucaryotes inférieurs, des champignons et des plantes. La méiose des spores est étroitement liée à la sporogenèse. Ainsi, la méiose est la base cytologique de la reproduction sexuée et asexuée (spores).

La signification biologique de la méiose est de maintenir un nombre constant de chromosomes en présence du processus sexuel. De plus, à la suite du croisement, une recombinaison se produit - l'apparition de nouvelles combinaisons d'inclinations héréditaires dans les chromosomes. La méiose fournit également une variabilité combinatoire - l'émergence de nouvelles combinaisons d'inclinations héréditaires lors d'une fécondation ultérieure.

Le déroulement de la méiose est contrôlé par le génotype de l'organisme, sous le contrôle des hormones sexuelles (chez les animaux), des phytohormones (chez les plantes) et de nombreux autres facteurs (par exemple, la température).

Les types suivants d'influences de certains organismes sur d'autres sont possibles :

positif - un organisme profite aux dépens d'un autre;

négatif - le corps est blessé à cause d'un autre;

neutre - l'autre n'affecte en rien le corps.

Ainsi, les variantes suivantes de relations entre deux organismes sont possibles selon le type de leur influence l'un sur l'autre :

Mutualisme - dans des conditions naturelles, les populations ne peuvent exister les unes sans les autres (exemple : symbiose d'un champignon et d'algues dans un lichen).

Protocoopération - la relation est facultative (exemple : relation entre le crabe et l'anémone de mer, l'anémone de mer protège le crabe et l'utilise comme moyen de transport).

Commensalisme - une population bénéficie de la relation, tandis que l'autre n'en bénéficie ni ne nuit.

Cohabitation - un organisme utilise un autre (ou son logement) comme lieu de résidence, sans nuire à ce dernier.

Freeloading - un organisme se nourrit des restes de la nourriture d'un autre.

Neutralisme - les deux populations ne s'affectent en aucune façon.

Amensalisme, antibiose - une population affecte négativement une autre, mais elle-même ne subit pas d'effet négatif.

Prédation - un phénomène dans lequel un organisme se nourrit des organes et des tissus d'un autre, alors qu'il n'y a pas de relation symbiotique.

Concurrence - les deux populations s'affectent négativement.

La nature connaît de nombreux exemples de relations symbiotiques dont les deux partenaires bénéficient. Par exemple, la symbiose entre les plantes légumineuses et les bactéries du sol Rhizobium est extrêmement importante pour le cycle de l'azote dans la nature. Ces bactéries - on les appelle aussi fixatrices d'azote - se déposent sur les racines des plantes et ont la capacité de "fixer" l'azote, c'est-à-dire de rompre les liaisons fortes entre les atomes d'azote libre atmosphérique, permettant d'incorporer l'azote dans composés assimilables par les plantes, tels que l'ammoniac. Dans ce cas, l'avantage mutuel est évident : les racines sont l'habitat des bactéries, et les bactéries fournissent à la plante les nutriments nécessaires.

Il existe également de nombreux exemples de symbiose qui est bénéfique pour une espèce et n'apporte aucun avantage ou préjudice à une autre espèce. Par exemple, l'intestin humain est habité par de nombreux types de bactéries, dont la présence est inoffensive pour l'homme. De même, les plantes appelées broméliacées (qui comprennent, par exemple, l'ananas) vivent sur les branches des arbres, mais obtiennent leurs nutriments de l'air. Ces plantes utilisent l'arbre comme support sans le priver de nutriments.

Vers plats. Morphologie, systématique, principaux représentants. Cycles de développement. Voies d'infection. La prévention

Les vers plats sont un groupe d'organismes qui, dans la plupart des classifications modernes, ont un rang de type, réunissant un grand nombre d'invertébrés primitifs ressemblant à des vers qui n'ont pas de cavité corporelle. Dans sa forme moderne, le groupe est clairement paraphylétique, mais l'état actuel des recherches ne permet pas de développer un système strictement phylogénétique satisfaisant, et donc les zoologistes continuent traditionnellement à utiliser ce nom.

Les représentants les plus célèbres des vers plats sont les planaires (Turbellaria: Tricladida), la douve du foie et la douve du chat (trématodes), le ténia bovin, le ténia du porc, le ténia large, l'échinocoque (ténias).

La question de la position systématique des turbellariens dits sans intestin (Acoela) est actuellement en discussion, puisqu'en 2003 il a été proposé de les séparer en un type indépendant.

Le corps est à symétrie bilatérale, avec des extrémités de tête et de queue clairement définies, quelque peu aplaties dans la direction dorso-ventrale, chez les grands représentants, il est fortement aplati. La cavité corporelle n'est pas développée (à l'exception de certaines phases du cycle de vie des ténias et des douves). L'échange de gaz s'effectue sur toute la surface du corps; les organes respiratoires et les vaisseaux sanguins sont absents.

À l'extérieur, le corps est recouvert d'une seule couche d'épithélium. Chez les vers ciliaires, ou turbellaria, l'épithélium est constitué de cellules qui portent des cils. Les douves, les monogènes, les cestodes et les ténias manquent d'épithélium cilié pendant la majeure partie de leur vie (bien que des cellules ciliées puissent apparaître sous des formes larvaires); leurs couvertures sont représentées par le soi-disant tégument, dans un certain nombre de groupes portant des microvillosités ou des crochets chitineux. Les vers plats tégumentés appartiennent au groupe des Néodermes.

Sous l'épithélium se trouve un sac musculaire constitué de plusieurs couches de cellules musculaires non différenciées en muscles individuels (une certaine différenciation n'est observée que dans la région du pharynx et des organes génitaux). Les cellules de la couche musculaire externe sont orientées à travers, l'intérieur - le long de l'axe antéro-postérieur du corps. La couche externe s'appelle la couche des muscles circulaires et la couche interne s'appelle la couche des muscles longitudinaux.

Dans tous les groupes, à l'exception des cestodes et des ténias, il existe un pharynx aboutissant à l'intestin ou, comme chez les turbellariens dits non intestinaux, au parenchyme digestif. L'intestin est aveuglément fermé et ne communique avec l'environnement que par l'ouverture de la bouche. Plusieurs grands turbellaires ont des pores anaux (parfois plusieurs), mais c'est l'exception plutôt que la règle. Dans les petites formes, les intestins sont droits, dans les grands (planaires, douves), il peut fortement se ramifier. Le pharynx est situé sur la surface abdominale, souvent au milieu ou plus près de l'extrémité postérieure du corps, dans certains groupes, il est décalé vers l'avant. Les cestodes et les ténias n'ont pas d'intestin.

Le système nerveux est de type dit orthogonal. La plupart ont six troncs longitudinaux (deux chacun sur la face dorsale et ventrale du corps et deux sur les côtés), reliés entre eux par des commissures transversales. Parallèlement à l'orthogone, il existe un plexus nerveux plus ou moins dense situé dans les couches périphériques du parenchyme. Certains des vers ciliaires les plus archaïques n'ont qu'un plexus neural.

Un certain nombre de formes ont développé des yeux simples sensibles à la lumière qui sont incapables de vision d'objet, ainsi que des organes d'équilibre (stagocystes), des cellules tactiles (sensilla) et des organes sensoriels chimiques.

L'osmorégulation est réalisée à l'aide de protonéphridies - des canaux ramifiés qui se connectent à un ou deux canaux excréteurs. La libération de produits métaboliques toxiques se produit soit avec le liquide excrété par les protonéphridies, soit par accumulation dans des cellules spécialisées du parenchyme (atrocytes), qui jouent le rôle de "reins d'accumulation".

La grande majorité des représentants sont des hermaphrodites, à l'exception des douves du sang (schistosomes) - ils sont dioïques. Les œufs de douve sont de couleur jaune clair à brun foncé, avec un couvercle sur l'un des pôles. Dans l'étude, les œufs se trouvent dans le contenu duodénal, les matières fécales, l'urine, les expectorations.

Le premier hôte intermédiaire chez les douves sont divers mollusques, le deuxième hôte est le poisson, les amphibiens. Divers vertébrés sont l'hôte définitif.

Le cycle de vie (par exemple, multi-vers) est extrêmement simple: après avoir quitté le poisson, la larve émerge de l'œuf qui, après un court laps de temps, se colle à nouveau au poisson et se transforme en un ver adulte. Les Flukes ont un cycle de développement plus complexe, changeant 2-3 hôtes.

Génotype. Génome. Phénotype. Facteurs déterminant le développement du phénotype. dominance et récessivité. Interaction des gènes dans la détermination des traits : dominance, manifestation intermédiaire, codominance

Génotype - un ensemble de gènes d'un organisme donné qui, contrairement aux concepts de génome et de pool de gènes, caractérise un individu et non une espèce (une autre différence entre un génotype et un génome est l'inclusion de séquences non codantes qui sont pas inclus dans le concept de "génotype" dans le concept de "génome"). Avec les facteurs environnementaux, il détermine le phénotype de l'organisme.

Habituellement, on parle de génotype dans le contexte d'un gène particulier ; chez les individus polyploïdes, il désigne une combinaison d'allèles d'un gène donné. La plupart des gènes apparaissent dans le phénotype d'un organisme, mais le phénotype et le génotype sont différents des manières suivantes :

1. Selon la source d'information (le génotype est déterminé en étudiant l'ADN d'un individu, le phénotype est enregistré en observant l'apparence de l'organisme).

2. Le génotype ne correspond pas toujours au même phénotype. Certains gènes n'apparaissent dans le phénotype que sous certaines conditions. D'autre part, certains phénotypes, comme la couleur du pelage des animaux, sont le résultat de l'interaction de plusieurs gènes.

Génome - la totalité de tous les gènes d'un organisme ; son ensemble complet de chromosomes.

On sait que l'ADN, qui est le support de l'information génétique dans la plupart des organismes et, par conséquent, forme la base du génome, n'inclut pas seulement les gènes au sens moderne du terme. La majeure partie de l'ADN des cellules eucaryotes est représentée par des séquences de nucléotides non codantes ("redondantes") qui ne contiennent pas d'informations sur les protéines et l'ARN.

Par conséquent, le génome d'un organisme est compris comme l'ADN total de l'ensemble haploïde de chromosomes et chacun des éléments génétiques extrachromosomiques contenus dans une seule cellule de la lignée germinale d'un organisme multicellulaire. Les tailles des génomes d'organismes d'espèces différentes diffèrent considérablement les unes des autres, et en même temps, il n'y a souvent aucune corrélation entre le niveau de complexité évolutive d'une espèce biologique et la taille de son génome.

Phénotype - un ensemble de caractéristiques inhérentes à un individu à un certain stade de développement. Le phénotype est formé sur la base du génotype médié par un certain nombre de facteurs environnementaux. Chez les organismes diploïdes, les gènes dominants apparaissent dans le phénotype.

Phénotype - un ensemble de signes externes et internes d'un organisme acquis à la suite de l'ontogenèse (développement individuel)

Malgré une définition apparemment rigoureuse, la notion de phénotype comporte quelques incertitudes. Premièrement, la plupart des molécules et structures codées par le matériel génétique ne sont pas visibles dans l'aspect extérieur de l'organisme, bien qu'elles fassent partie du phénotype. Par exemple, les groupes sanguins humains. Par conséquent, une définition étendue du phénotype devrait inclure des caractéristiques qui peuvent être détectées par des procédures techniques, médicales ou diagnostiques. Une autre extension plus radicale pourrait inclure le comportement acquis, ou même l'influence d'un organisme sur l'environnement et d'autres organismes.

Le phénotype peut être défini comme la « suppression » de l'information génétique vers les facteurs environnementaux. En première approximation, on peut parler de deux caractéristiques du phénotype : a) le nombre de directions d'écoulement caractérise le nombre de facteurs environnementaux auxquels le phénotype est sensible - la dimensionnalité du phénotype ; b) la "gamme" d'élimination caractérise le degré de sensibilité du phénotype à un facteur environnemental donné. Ensemble, ces caractéristiques déterminent la richesse et le développement du phénotype. Plus le phénotype est multidimensionnel et plus il est sensible, plus le phénotype est éloigné du génotype, plus il est riche. Si nous comparons un virus, une bactérie, un ascaris, une grenouille et une personne, la richesse du phénotype de cette série augmente.

Certaines caractéristiques du phénotype sont directement déterminées par le génotype, comme la couleur des yeux. D'autres dépendent fortement de l'interaction de l'organisme avec l'environnement - par exemple, des jumeaux identiques peuvent différer en taille, poids et autres caractéristiques physiques de base, malgré le fait qu'ils portent les mêmes gènes.

La variance phénotypique (déterminée par la variance génotypique) est une condition préalable de base pour la sélection naturelle et l'évolution. L'organisme dans son ensemble laisse (ou ne laisse pas) de progéniture, de sorte que la sélection naturelle affecte indirectement la structure génétique de la population par les contributions des phénotypes. Sans phénotypes différents, il n'y a pas d'évolution. Dans le même temps, les allèles récessifs ne sont pas toujours reflétés dans les traits du phénotype, mais sont conservés et peuvent être transmis à la progéniture.

Les facteurs qui déterminent la diversité phénotypique, le programme génétique (génotype), les conditions environnementales et la fréquence des changements aléatoires (mutations) sont résumés dans la relation suivante :

génotype + environnement + changements aléatoires → phénotype.

La capacité du génotype à former dans l'ontogenèse, en fonction des conditions environnementales, différents phénotypes est appelée la norme de réaction. Il caractérise la part de participation de l'environnement dans la mise en œuvre de l'attribut. Plus la norme de réaction est large, plus l'influence de l'environnement est grande et moins l'influence du génotype dans l'ontogenèse est grande. Habituellement, plus les conditions d'habitat d'une espèce sont diverses, plus sa vitesse de réaction est élevée.

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La dominance (dominance) est une forme de relation entre les allèles d'un gène, dans laquelle l'un d'eux (dominant) supprime (masque) la manifestation de l'autre (récessif) et détermine ainsi la manifestation du trait chez les homozygotes dominants et les hétérozygotes .

Avec une dominance complète, le phénotype de l'hétérozygote ne diffère pas du phénotype de l'homozygote dominant. Apparemment, dans sa forme pure, la domination complète est extrêmement rare ou ne se produit pas du tout.

Avec une dominance incomplète, les hétérozygotes ont un phénotype intermédiaire entre les phénotypes des homozygotes dominants et récessifs. Par exemple, lors du croisement de lignées pures de mufliers et de nombreux autres types de plantes à fleurs à fleurs violettes et blanches, les individus de la première génération ont des fleurs roses. Au niveau moléculaire, l'explication la plus simple d'une dominance incomplète peut être simplement une double diminution de l'activité d'une enzyme ou d'une autre protéine (si l'allèle dominant donne une protéine fonctionnelle et que l'allèle récessif est défectueux). Il peut y avoir d'autres mécanismes de dominance incomplète.

Avec une dominance incomplète, la même division par génotype et phénotype se fera dans un rapport de 1 : 2 : 1.

Avec la codominance, contrairement à la dominance incomplète, chez les hétérozygotes, les traits dont chacun des allèles est responsable apparaissent simultanément (mixtes). Un exemple typique de codominance est l'hérédité des groupes sanguins du système ABO chez l'homme. Tous les descendants de personnes ayant les génotypes AA (deuxième groupe) et BB (troisième groupe) auront le génotype AB (quatrième groupe). Leur phénotype n'est pas intermédiaire entre les phénotypes des parents, puisque les deux agglutinogènes (A et B) sont présents à la surface des érythrocytes. Lorsqu'ils codominent, il est impossible d'appeler l'un des allèles dominant et l'autre récessif, ces concepts perdent leur sens : les deux allèles affectent également le phénotype. Au niveau des ARN et des produits géniques protéiques, il semble que la grande majorité des cas d'interactions alléliques des gènes soit la codominance, car chacun des deux allèles chez les hétérozygotes code généralement pour l'ARN et/ou un produit protéique, et à la fois les protéines ou l'ARN sont présents dans le corps.

Les facteurs environnementaux, leur interaction

Facteur environnemental - une condition de l'environnement qui affecte le corps. Le milieu comprend tous les corps et phénomènes avec lesquels l'organisme est en relations directes ou indirectes.

Un même facteur environnemental a une signification différente dans la vie des organismes qui cohabitent. Par exemple, le régime salin du sol joue un rôle primordial dans la nutrition minérale des plantes, mais est indifférent à la plupart des animaux terrestres. L'intensité de l'éclairement et la composition spectrale de la lumière sont extrêmement importantes dans la vie des plantes phototrophes, alors que dans la vie des organismes hétérotrophes (champignons et animaux aquatiques), la lumière n'a pas d'effet notable sur leur activité vitale.

Les facteurs environnementaux agissent sur les organismes de différentes manières. Ils peuvent agir comme des stimuli provoquant des changements adaptatifs dans les fonctions physiologiques ; comme des contraintes qui rendent impossible l'existence de certains organismes dans des conditions données ; comme modificateurs qui déterminent les changements morphologiques et anatomiques des organismes.

Il est d'usage de distinguer les facteurs environnementaux biotiques, anthropiques et abiotiques.

Les facteurs biotiques sont l'ensemble des facteurs environnementaux associés à l'activité des organismes vivants. Il s'agit notamment des facteurs phytogènes (plantes), zoogènes (animaux) et microbiogènes (microorganismes).

Facteurs anthropiques - l'ensemble des facteurs associés à l'activité humaine. Celles-ci sont physiques (utilisation de l'énergie atomique, déplacements en train et en avion, impact du bruit et des vibrations, etc.), chimiques (utilisation d'engrais minéraux et de pesticides, pollution des enveloppes terrestres par les déchets industriels et de transport, tabac, alcool et consommation de drogues, usage excessif de moyens médicinaux), biologiques (produits alimentaires ; organismes pour lesquels une personne peut être un habitat ou une source de nourriture), sociaux (liés aux relations humaines et à la vie en société).

Les facteurs abiotiques sont l'ensemble des facteurs associés aux processus dans la nature inanimée. Celles-ci sont climatiques (température, humidité, pression), édaphogènes (composition mécanique, perméabilité à l'air, densité du sol), orographiques (relief, altitude), chimiques (composition gazeuse de l'air, composition saline de l'eau, concentration, acidité), physiques (bruit , champs magnétiques, conductivité thermique, radioactivité, rayonnement cosmique).

Avec l'action indépendante des facteurs environnementaux, il suffit d'opérer avec la notion de "facteur limitant" pour déterminer l'effet conjoint d'un complexe de facteurs environnementaux sur un organisme donné. Cependant, dans des conditions réelles, les facteurs environnementaux peuvent se renforcer ou s'affaiblir mutuellement.

La prise en compte de l'interaction des facteurs environnementaux est un problème scientifique important. Il existe trois grands types de facteurs d'interaction :

additif - l'interaction des facteurs est une simple somme algébrique des effets de chacun des facteurs avec une action indépendante;

synergique - l'action conjointe des facteurs renforce l'effet (c'est-à-dire que l'effet de leur action conjointe est supérieur à la simple somme des effets de chaque facteur à action indépendante);

antagoniste - l'action conjointe des facteurs affaiblit l'effet (c'est-à-dire que l'effet de leur action conjointe est inférieur à la simple somme des effets de chaque facteur).

Liste de la littérature utilisée

Gilbert S. Biologie du développement. - M., 1993.

Green N., Stout W., Taylor D. Biologie. - M., 1993.

Nebel B. Sciences de l'environnement. - M., 1993.

Carroll R. Paléontologie et évolution des vertébrés. - M., 1993.

Lehninger A. Biochimie. - M., 1974.

Slyusarev A.A. Biologie avec génétique générale. - M., 1979.

Watson D. Biologie moléculaire du gène. - M., 1978.

Chebyshev N.V., Supryaga A.M. Protozoaires. - M., 1992.

Chebyshev N.V., Kuznetsov S.V. Biologie de la cellule. - M., 1992.

Yarygin V.N. La biologie. - M., 1997.

École secondaire MBOU Iasnogorsk

La biologie

10 Une classe

Cahier de texte

Sujet:

Cibler:

Tâches:

Équipement:

Pendant les cours :

diapositive 1

1.

Conversation sur les questions (diapositive numéro 2)

1. Qu'est-ce que la noosphère ?

2. Apprendre du nouveau matériel

Plan de cours:

3. Éléments structurels.

4. Processus de base.

5. Caractéristiques de l'organisation.

3. Fixation

Le professeur résume :

Des questions

D/s. par.13. des questions.

Préparez les messages :

4. milieu de vie des organismes

5. Facteurs environnementaux

6. Facteurs abiotiques

7. Facteurs biotiques

8. Facteurs anthropiques

École secondaire MBOU Iasnogorsk

Beketova Nurzia Falyakhetdinovna

La biologie

10 Une classe

Programme de niveau de base pour les établissements d'enseignement

Cahier de texte Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Loshchilina T.E., Izhevsky P.V. Biologie générale

Sujet: Caractéristiques du niveau biosphérique d'organisation de la matière vivante et son rôle pour assurer la vie sur Terre.

Cibler: résumer les informations sur l'écosystème global de la Terre - la biosphère, les caractéristiques du niveau biosphérique d'organisation de la matière vivante et son rôle dans la garantie de la vie sur Terre;

Tâches:

1. Vérifier la capacité à appliquer les connaissances acquises sur le niveau biosphérique de l'organisation pour justifier des situations, exprimer et étayer scientifiquement son point de vue ;

2. Poursuivre le développement des compétences pédagogiques générales (mettre en évidence l'essentiel, établir des relations de cause à effet, travailler avec des diagrammes, établir l'exactitude des jugements portés et la séquence d'objets et de phénomènes);

3. Former un intérêt cognitif pour le sujet, développer des compétences de communication et la capacité de travailler en groupe;

4. Évaluer objectivement le niveau de connaissances et de compétences des écoliers dans la section étudiée "Niveau biosphérique d'organisation de la vie"

Équipement: tableau "La biosphère et ses frontières", présentation.

Pendant les cours :

diapositive 1

1. Généralisation et systématisation des connaissances

Conversation sur les questions (diapositive numéro 2)

1. Qu'est-ce que la noosphère ?

2. Qui est le fondateur de la noosphère ?

3. A partir de quel moment (selon vous) une personne a-t-elle commencé à influencer (négativement) la biosphère ?

4. Que se passe-t-il si vous dépassez la limite supérieure de la capacité de la biosphère ?

5. Donnez des exemples de l'impact de la société sur la nature, qui passe par les canaux de rétroaction positive. Qu'est-ce que tu en penses?

2. Apprendre du nouveau matériel

Plan de cours:

1. Caractéristiques du niveau biosphérique.

2. Caractéristiques du niveau biosphérique.

3. Éléments structurels.

4. Processus de base.

5. Caractéristiques de l'organisation.

6. La valeur du niveau biosphérique.

3. Fixation

Le professeur résume :

Le niveau biosphérique de la vie est caractérisé par des qualités particulières, le degré de complexité et les régularités d'organisation, il comprend les organismes vivants et les communautés naturelles qu'ils forment, les coquilles géographiques et les activités anthropiques. Au niveau de la biosphère, des processus globaux très importants assurent la possibilité de l'existence de la vie sur Terre : la formation d'oxygène, l'absorption et la conversion de l'énergie solaire, le maintien d'une composition gazeuse constante, la mise en place de cycles biochimiques et flux d'énergie, le développement de la diversité biologique des espèces et des écosystèmes. La diversité des formes de vie sur Terre assure la stabilité de la biosphère, son intégrité et son unité. La stratégie principale de la vie au niveau biosphérique est la préservation de la diversité des formes de la matière vivante et de l'infinité de la vie, assurant la stabilité dynamique de la biosphère.

4. Synthèse et contrôle des connaissances

Les étudiants sont encouragés à tester leurs connaissances et leurs compétences dans cette section.

Des questions
1. Vous savez que le niveau biosphérique d'organisation des êtres vivants est le plus élevé et le plus complexe. Énumérez les niveaux sous-jacents d'organisation de la vie inclus dans le niveau biosphérique, dans l'ordre de leur complication.
2. Nommez les signes qui permettent de caractériser la biosphère comme niveau structurel d'organisation du vivant.
3. Quels sont les principaux composants qui forment la structure de la biosphère ?
4. Nommez les principaux processus inhérents à la biosphère.
5. Pourquoi les activités économiques et ethnoculturelles de l'homme font-elles partie des principaux processus de la biosphère ?
6. Quels phénomènes organisent la stabilité de la biosphère, c'est-à-dire en contrôlent les processus ?
7. Connaissance de ce qui, outre la structure, les processus et l'organisation, est nécessaire pour une compréhension complète de la structure de la biosphère ?
8. Formulez une conclusion générale sur l'importance du niveau biosphérique d'organisation de la vie sur Terre.

D/s. par.13. des questions.

Préparez les messages :

1. l'homme comme facteur de la biosphère.

2. Base scientifique de la conservation de la biosphère

3. Tâches du développement durable

4. milieu de vie des organismes

5. Facteurs environnementaux

6. Facteurs abiotiques

7. Facteurs biotiques

8. Facteurs anthropiques

Programme de niveau de base pour les établissements d'enseignement

Cahier de texte Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Loshchilina T.E., Izhevsky P.V. Biologie générale

Sujet: Caractéristiques du niveau biosphérique d'organisation de la matière vivante et son rôle pour assurer la vie sur Terre.

Cibler: résumer les informations sur l'écosystème global de la Terre - la biosphère, les caractéristiques du niveau biosphérique d'organisation de la matière vivante et son rôle dans la garantie de la vie sur Terre;

Tâches:

1. Vérifier la capacité à appliquer les connaissances acquises sur le niveau biosphérique de l'organisation pour justifier des situations, exprimer et étayer scientifiquement son point de vue ;

2. Poursuivre le développement des compétences pédagogiques générales (mettre en évidence l'essentiel, établir des relations de cause à effet, travailler avec des diagrammes, établir l'exactitude des jugements portés et la séquence d'objets et de phénomènes);

3. Former un intérêt cognitif pour le sujet, développer des compétences de communication et la capacité de travailler en groupe;

4. Évaluer objectivement le niveau de connaissances et de compétences des écoliers dans la section étudiée "Niveau biosphérique d'organisation de la vie"

Équipement: tableau "La biosphère et ses frontières", présentation.

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Évaluer objectivement le niveau de connaissances et de compétences des écoliers dans la section étudiée "Niveau biosphérique d'organisation de la vie"

Équipement: tableau "La biosphère et ses frontières", présentation.

Pendant les cours :

diapositive 1

1. Généralisation et systématisation des connaissances

Conversation sur les questions (diapositive numéro 2)

1. Qu'est-ce que la noosphère ?

2. Qui est le fondateur de la noosphère ?

3. A partir de quel moment (selon vous) une personne a-t-elle commencé à influencer (négativement) la biosphère ?

4. Que se passe-t-il si vous dépassez la limite supérieure de la capacité de la biosphère ?

5. Donnez des exemples de l'impact de la société sur la nature, qui passe par les canaux de rétroaction positive. Qu'est-ce que tu en penses?

2. Apprendre du nouveau matériel

Plan de cours:

1. Caractéristiques du niveau biosphérique.

2. Caractéristiques du niveau biosphérique.

3. Éléments structurels.

4. Processus de base.

5. Caractéristiques de l'organisation.

6. La valeur du niveau biosphérique.

3. Fixation

Le professeur résume :

Le niveau biosphérique de la vie est caractérisé par des qualités particulières, le degré de complexité et les régularités d'organisation, il comprend les organismes vivants et les communautés naturelles qu'ils forment, les coquilles géographiques et les activités anthropiques. Au niveau de la biosphère, des processus globaux très importants assurent la possibilité de l'existence de la vie sur Terre : la formation d'oxygène, l'absorption et la conversion de l'énergie solaire, le maintien d'une composition gazeuse constante, la mise en place de cycles biochimiques et flux d'énergie, le développement de la diversité biologique des espèces et des écosystèmes. La diversité des formes de vie sur Terre assure la stabilité de la biosphère, son intégrité et son unité. La stratégie principale de la vie au niveau biosphérique est la préservation de la diversité des formes de la matière vivante et de l'infinité de la vie, assurant la stabilité dynamique de la biosphère.

4. Synthèse et contrôle des connaissances

Les étudiants sont encouragés à tester leurs connaissances et leurs compétences dans cette section.

Des questions
1. Vous savez que le niveau biosphérique d'organisation des êtres vivants est le plus élevé et le plus complexe. Énumérez les niveaux sous-jacents d'organisation de la vie inclus dans le niveau biosphérique, dans l'ordre de leur complication.
2. Nommez les signes qui permettent de caractériser la biosphère comme niveau structurel d'organisation du vivant.
3. Quels sont les principaux composants qui forment la structure de la biosphère ?
4. Nommez les principaux processus inhérents à la biosphère.
5. Pourquoi les activités économiques et ethnoculturelles de l'homme font-elles partie des principaux processus de la biosphère ?
6. Quels phénomènes organisent la stabilité de la biosphère, c'est-à-dire en contrôlent les processus ?
7. Connaissance de ce qui, outre la structure, les processus et l'organisation, est nécessaire pour une compréhension complète de la structure de la biosphère ?
8. Formulez une conclusion générale sur l'importance du niveau biosphérique d'organisation de la vie sur Terre.

D/s. par.13. des questions.

Préparez les messages :

1. l'homme comme facteur de la biosphère.

2. Base scientifique de la conservation de la biosphère

3. Tâches du développement durable

4. milieu de vie des organismes

5. Facteurs environnementaux

6. Facteurs abiotiques

7. Facteurs biotiques

8. Facteurs anthropiques

"Biosphère et civilisation" - Facteurs abiotiques. Concepts de base de l'écologie. facteur environnemental. Herbivores. Scientifique américain. Livre V.I. Vernadsky "Biosphère". Activité humaine. L'effet de serre. niche écologique. des facteurs limitants. La limite inférieure de la biosphère. L'excès d'eau. Edouard Suess. Autotrophes. facteur anthropique. Consommation d'eau. Croissance démographique. La position de la vue dans l'espace. propriétés de compensation.

"Le concept de la biosphère" - Réactions humaines aux changements de la biosphère. Paludisme. Évolution de la biosphère. La matière vivante dans la biosphère. Films de la vie dans l'océan. Portrait de Jean-Baptiste Lamarck. Algues sargasses. Comment les philosophes représentent la noosphère. Décomposition des matières organiques et inorganiques. Un exemple d'intervention humaine ratée. Noosphère. Organismes vivants. composition chimique spéciale. Le cycle de l'azote. La composition de la biosphère. Riftia. bactéries anaérobies.

"La biosphère en tant qu'écosystème mondial" - La biosphère en tant que biosystème et écosystème mondial. Nature inanimée. Milieux de vie des organismes sur Terre. L'homme en tant qu'habitant de la biosphère. Coquille de la Terre. cycle biologique. facteurs environnementaux. Organismes vivants. Personne. La biosphère en tant que biosystème global. Caractéristiques du niveau biosphérique de la matière vivante.

"La biosphère est la coquille vivante de la Terre" - Nature inanimée. L'apparition des anciens habitants de notre planète. Organismes vivants. Rochers. Couverture végétale. Chaleur. Biosphère. Terre. Plantes vertes. Créatures.

"La composition et la structure de la biosphère" - Les limites de la biosphère. état évolutif. Vernadski. facteur limitant. Hydrosphère. Coquille de terre. Substance vivante. Lithosphère. Couche d'ozone. Noosphère. La structure de la biosphère. Biosphère. Atmosphère.

« Étude de la biosphère » - Bactéries, spores et pollen de plantes. Interaction. Origine de la vie sur Terre. Quel est l'âge approximatif de la planète Terre. Viabilité. Tous les organismes sont regroupés en 4 royaumes de la faune. Diversité des organismes. 40 mille il y a des années, l'homme moderne est apparu. Combien y a-t-il de types de champignons. Les limites de la biosphère. Testez-vous. Ce qui fournit la biosphère à l'hydrosphère. Jeu de biosphère. Diversité des organismes sur Terre.

Niveaux d'organisation de la matière vivante Niveaux d'organisation de la matière vivante. Auteur: Roman Lyssenko, élève de 10e année, école secondaire 31 Novotcherkassk Professeur de biologie: Bashtannik N.E année scolaire

Le niveau moléculaire est le niveau de fonctionnement des macromolécules biologiques - biopolymères : acides nucléiques, protéines, polysaccharides, lipides, stéroïdes. A partir de ce niveau, les processus vitaux les plus importants commencent : métabolisme, conversion énergétique, transmission d'informations héréditaires.Ce niveau est étudié par : biochimie, génétique moléculaire, biologie moléculaire, génétique, biophysique.

Le niveau cellulaire est le niveau des cellules (cellules de bactéries, cyanobactéries, animaux et algues unicellulaires, champignons unicellulaires, cellules d'organismes multicellulaires). Une cellule est une unité structurale d'un être vivant, une unité fonctionnelle, une unité de développement.Ce niveau est étudié par la cytologie, la cytochimie, la cytogénétique, la microbiologie. (Cellule nerveuse)

Le niveau de l'organisme est le niveau des organismes unicellulaires, coloniaux et multicellulaires. La spécificité du niveau de l'organisme réside dans le fait qu'à ce niveau s'effectuent le décodage et la mise en œuvre de l'information génétique, la formation des traits inhérents aux individus d'une espèce donnée. Ce niveau est étudié par la morphologie (anatomie et embryologie), la physiologie, la génétique, la paléontologie.

Population-espèce est le niveau des agrégats d'individus - populations et espèces. Ce niveau est étudié par la systématique, la taxonomie, l'écologie, la biogéographie et la génétique des populations. A ce niveau, les caractéristiques génétiques et écologiques des populations, les facteurs évolutifs élémentaires et leur influence sur le pool génétique (microévolution), le problème de la conservation des espèces sont étudiés.

Le niveau de l'écosystème est le niveau des micro-écosystèmes, des méso-écosystèmes, des macro-écosystèmes. A ce niveau, les types de nutrition, les types de relations entre organismes et populations dans un écosystème, la taille des populations, la dynamique des populations, la densité de population, la productivité des écosystèmes, les successions sont étudiés. Ce niveau étudie l'écologie.

*1 – 4 *2 – 3 *3 – 1 *4 – 3 *5 - 3 *6 – 4 *7 – 1 *8 – 3 *9 – 2 *10 – 1 * 24