Схема живые организмы: Царства живых организмов, типы и классы. Разнообразие живой природы

Содержание

Царства живых организмов — названия, представители, признаки и клетки

Автор Nat WorldВремя чтения 5 мин.Просмотры 1.1k.Опубликовано Обновлено

На нашей планете обитают миллионы видов живых организмов, но знаете ли вы, что они разделены на пять отдельных царств? Некоторые, например животные и растения, видны невооруженным глазом; но другие, такие как бактерии, можно увидеть только под микроскопом. Давайте углубимся в мир пяти царств живой природы и узнаем о них немного больше.

Никто не знает наверняка, когда, как и почему зародилась жизнь на Земле, но 2400 лет назад Аристотель заметил, что все биоразнообразие планеты имеет животное или растительное происхождение. Это первоначальное наблюдение греческого философа было расширено в XIX и XX веках за счет открытия новых царств, в результате чего мы достигли сегодня признания пяти (по некоторым оценкам шести или семи) царств, которые охватывают 8,7 миллиона видов, обитающих на Земле, согласно данным Организации Объединенных Наций по окружающей среде.

Что такое царство в биологии?

Система биологических царств — это способ, которым наука классифицирует живые организмы в соответствии с их происхождением в ходе эволюции. Это означает, что все виды, составляющие пять царств имеют общих предков и, следовательно, имеют общие гены и принадлежат к одному генеалогическому древу.

Помимо царств живых организмов, в рамках той же системы классификации существуют другие таксономические категории, такие как, например, домен, тип, класс, порядок, семейство, род и вид. Все они следуют иерархическому порядку и зависят друг от друга, поэтому некоторые категории включают другие. Таким образом, домен включает в себя царство, царство — тип, тип — класс и так далее.

Характеристики царств живых организмов

Все виды в определенном царстве имеют схожие характеристики с точки зрения их роста и способа функционирования. Теперь давайте посмотрим, откуда берутся семейные отношения, определяющие царства живой природы:

  • Питание. Автотрофы (производят пищу самостоятельно) или гетеротрофы (питаются другими живыми существами).
  • Клеточная организация. Одноклеточные (состоят только из одной клетки) или многоклеточные (состоят из двух или более клеток).
  • Тип клеток. Эукариоты (содержат клеточное ядро) или прокариоты (не имеют оформленного клеточного ядра и других внутренних мембранных органоидов).
  • Дыхание. Аэробный (нуждаются в кислороде) или анаэробный (не использует кислород).
  • Размножение. Половое, бесполое или через споры.
  • Движение. Перемещаются самостоятельно или статичные.

Царства живых организмов

Первым, кто разделил всех живых существ на пять обширных царств, был американский эколог Роберт Уиттакер. В 1959 году этот исследователь доказал, что грибы не являются растениями, а десятилетие спустя он предложил создать царство грибов, чтобы отличить их от растений. Теория Уиттакера получила широкое признание, и научное сообщество таким образом добавило новую группу к предыдущей системе пяти царств, установленной американским биологом Гербертом Коуплендом в 1956 году.

Царство Животных

Царство животных считается наиболее развитым и делится на две большие группы — позвоночные и беспозвоночные. Животные является многоклеточными гетеротрофными эукариотами (клетки содержат ядра и мембраносвязанные органеллы) с аэробным дыханием, половым размножением и способностью двигаться.

Схема строения клетки животных

Это царство — одно из самых разнообразных и включает в себя млекопитающих, рыб, птиц, рептилий, амфибий, насекомых, паукообразных, моллюсков, кольчатых червей и другие организмы.

Царство Растений

Деревья, кустарники, травы и другие виды растительности составляют часть царства Растения — одного из старейших, характеризующихся прикрепленным образом жизни, многоклеточной и эукариотической клеточной организацией.

Схема строения клеток растений

Эти автотрофные организмы, клетки которых имеют плотную целлюлозную оболочку и хлорофилл, необходимы для жизни на Земле, поскольку они выделяют кислород посредством фотосинтеза. Что касается их способа размножения, то оно может быть как половым, так и бесполым.

Царство Грибов

Царство грибов включает как одноклеточные (дрожжи и плесень), так и многоклеточные (шляпочные грибы) организмы. В отличие от растений, грибы не способны к фотосинтезу. Эти аэробные гетеротрофные эукариоты содержат хитин в своих клеточных стенках, питаются другими живыми существами и размножаются половым или бесполым

(посредством спор) путем.

Схема строения клетки грибов

Грибы важны для повторного использования питательных веществ в окружающей среде. Они разлагают органические вещества на простые элементы, которые могут усваивать растения и животные.

В то время как некоторые виды грибов содержат токсины, которые смертельны для животных и людей, другие имеют полезное применение, например, для производства пенициллина и связанных с ним антибиотиков.

Царство Бактерий

Это царство микроскопических живых существ, объединяющее прокариот (бактерий и архей). Эта группа присутствует во всех средах обитания и состоит из одноклеточных организмов без оформленного клеточного ядра и других внутренних мембранных органелл.

Схема строения клетки бактерий

Большинство бактерий являются аэробными и гетеротрофными, тогда как археи обычно анаэробны, а их питание осуществляется посредством хемосинтеза.

Царство Протисты

Протисты — парафилетическая группа эукариотических организмов. Члены этого очень разнообразного царства, как правило, одноклеточные и менее сложные по строению, чем другие эукариоты. В поверхностном смысле эти организмы часто описываются на основе их сходства с другими группами эукариот: животными, растениями и грибами. Протисты не имеют много общих характеристик, но классифицируются вместе, потому что не вписываются ни в одно из других царств живой природы.

Разделение живых организмов на пять царств остается наиболее распространенным на сегодняшний день, хотя последние достижения в области генетических исследований предложили новые изменения и вновь открыли дискуссию среди экспертов. Так обстоит дело с шестым царством Карла Уэза и Джорджа Фокса, которые в 1977 году разделили бактерий на два царства (археи и бактерии), и седьмым царством Кавалье-Смита, который добавил новую группу к предыдущим шести для водорослей под названием Хромисты.

Мне нравитсяНе нравится

Не все нашли? Используйте поиск по сайту ↓

Заполните схему царство живых организмов

сколько людей в России? ​

середовища, коли не існує загрозиДЛЯ ЛЮДИНИ.​

почему у людей появляются попыломы (родинка)помогите пожалуйста по биологии​

С какого года Мендель проводил опыты по скрещиванию растений гороха? *2 баллаа)1854б)1830в)1890​

Избыточное количество углеводов в организме приводит к:  а) их превращению в белки б) отравлению организма в) их превращению в жиры​

что такое Аллельное исключение? * 2 балла а)отсутствие или инактивация одного из пары генов б)чистоту генов в)малое количество хромосом​

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА КТО ДЕЛАЛ Какие из элементов содержания, проверяемых на ЕГЭ (из кодификатора ФИПИ по биологии за 2020 г.), помимо КЭС 2.7, учителю … целесообразно отработать с обучающимися на лабораторных работах по митозу и мейозу? Выберите три правильных ответа. КЭС 4.4 «Распознавание (на рисунках) органов растений» КЭС 3.8. «Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Значение генетики для селекции» КЭС 7.3 «Биологическое разнообразие, саморегуляция и круговорот веществ – основа устойчивого развития экосистем» КЭС 4.5 «Многообразие растений. Основные отделы растений» КЭС 3.3 «Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов» КЭС 4.2 «Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека»

Цифровой микроскоп, поставляемый в образовательные организации, позволяет изучать объекты: 1 в проходящем свете 2 в отраженном свете 3 в инфракрасном … свете 4 в ультрафиолетовом свете помогите пожалуйста

Оптический микроскоп, поставляемый в образовательные организации, позволяет изучать объекты на микропрепаратах: 1 в проходящем свете 2 в отраженном св … ете 3 в инфракрасном свете 4 в ультрафиолетовом свете

В лабораторной работе, посвященной тургору у растений, ученикам следует выбрать одно из следующих описаний этого биологического явления. Какое именно? … 1 разновидность осмотического давления 2 результат действия сосущих сил 3 напряженное состояние клеточной оболочки 4 измеряемый уровень осмотического давления

Ученые вычислили общего предка всех живых организмов

https://ria.ru/20190626/1555910617.html

Ученые вычислили общего предка всех живых организмов

Ученые вычислили общего предка всех живых организмов — РИА Новости, 02.09.2019

Ученые вычислили общего предка всех живых организмов

Вирусы везде — в воздухе, земле и воде, в каждом живом организме. В ДНК практически всех животных обнаружены генетические фрагменты вирусов. Никакие эпидемии не РИА Новости, 02.09.2019

2019-06-26T08:00

2019-06-26T08:00

2019-09-02T15:36

наука

новосибирский государственный университет

российская академия наук

днк

эволюция

институт цитологии и генетики (ициг со ран)

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn21.img.ria.ru/images/155590/55/1555905507_0:64:3413:1984_1920x0_80_0_0_dc2861ca9cb88bd4daf986f0ad1cfb6d.jpg

МОСКВА, 26 июн — РИА Новости, Альфия Еникеева. Вирусы везде — в воздухе, земле и воде, в каждом живом организме. В ДНК практически всех животных обнаружены генетические фрагменты вирусов. Никакие эпидемии не дали бы такого результата, уверены ученые. А значит, вирусы были частью живых существ задолго до того, как те возникли. Иными словами, именно вирусы положили начало всему живому, и произошло это примерно 3,8 миллиарда лет назад. Вирус, притворившийся бактериейВ 1992 году международная группа ученых искала возбудителей легионеллеза — инфекционного заболевания, поразившего в то время несколько человек на севере Англии. В пробах воды, которую пили пострадавшие, исследователи обнаружили Legionella pneumophila — наиболее вероятную виновницу вспышки опасной болезни — и неизвестный ранее вид грамположительной бактерии. Однако все попытки культивировать новый микроб, названный Bradfordcoccus, или уточнить его происхождение провалились. Поэтому непонятный образец спрятали в холодильник, где он пролежал почти десять лет.Только в 2003 году знаменитые французские микробиологи Дидье Рауль и Бернар Ла Скола решили рассмотреть неопознанный объект в микроскоп. К своему удивлению, они увидели не маленькую бактерию, а огромный волосатый икосаэдр. Это был вирус, пусть и непростой. И дело не только в его гигантских размерах. Геном необычного вируса включал 1,2 миллиона пар оснований, что больше, чем ДНК некоторых бактерий, а среди генов были такие, которые участвовали в синтезе белка. А это уже признак живого организма. Получалось, что гигантский паразит на самом деле немного живой.Несколько лет спустя эти же исследователи в пробах воды, взятых в Париже, обнаружили еще один гигантский вирус — мамавирус, а на нем вирофага, то есть вирус вируса. Уже потом микробиологи со всего мира откроют и другие виды огромных вирусных частиц — мегавирусы, пандоравирусы и питовирусы. И все их можно будет смело считать живыми, ведь в их ДНК были гены, отвечающие за синтез белка.В начале были вирусыГигантские вирусы никак не вписывались в устоявшиеся представления об этих частицах как неживых паразитирующих машинах, которые для саморепликации используют инструменты клетки-хозяина. В таком случае непонятно, зачем им гены, участвующие в производстве белка, если у них попросту нет самой системы трансляции. Так называют процесс синтеза белка, когда рибосома соединяет аминокислоты в длинную белковую цепь, используя матричную РНК в качестве инструкции по сборке.Один из первооткрывателей гигантских вирусов Бернар Ла Скола предположил, что древние предки этих частиц могли обладать полной системой трансляции, а значит, их надо выделить в отдельный домен живых организмов, где-то между эукариотами и археями. Дидье Рауль пошел еще дальше и высказал мнение, что именно гигантские ДНК-содержащие вирусы лучше всего подходят на роль общего предка всего живого — LUCA (last universal common ancestor). Считается, что он обитал на Земле примерно 3,8 миллиарда лет назад. Его окаменелых останков не сохранилось, но изучать его можно, сравнивая геномы всех ныне существующих и уже вымерших живых организмов.Анализ ДНК предполагаемых потомков LUCA показывает, что он, скорее всего, был еще примитивнее, чем протоорганизмы, давшие начало трем доменам жизни — бактериям, археям и эукариотам. Вероятно, он уже имел системы синтеза РНК и белка, а также ферменты, служащие для обмена веществ, но его геном мог состоять только из РНК. Более того, вполне возможно, что у общего предка не было клеточной мембраны, ведь ферменты синтеза молекул, из которых она состоит, различаются во всех трех доменах. А если у LUCA не было мембраны, значит, клеткой он не был, а по описанию очень похож на вирус.Вирусная ДНКПо мнению немецкого вирусолога Карин Мёллинг, гигантские вирусы слишком большие, чтобы быть первыми.»Должно было быть что-то поменьше, гораздо меньше и более примитивное: возможно, комбинация нескольких молекул. Вполне вероятно, что РНК как первая биомолекула легла в основу древа жизни. Первая РНК — уже как бы «голый» вирус, а точнее вироид (инфекционный агент, состоящий только из кольцевой РНК. — Прим. ред.)», — пишет исследовательница в своей книге «Вирусы. Скорее друзья, чем враги».Вирусы — это мобильные генетические элементы, отмечает Мёллинг. Для репликации им нужна энергия, но необязательно полученная от клетки-хозяина. Подойдет и химическая энергия, а она вырабатывается черными курильщиками — гидротермальными источниками, расположенными на океаническом дне. Именно около них и возникла жизнь.Сначала появились первые РНК-молекулы, впоследствии эволюционировавшие в рибозимы — молекулы РНК, которые, как было показано в экспериментах, могут самостоятельно реплицироваться и изменяться. Рибозимы были своего рода РНК-вирусами, а их генетическое разнообразие стало решающим фактором для дальнейшей эволюции.Накопление случайных мутаций привело к появлению РНК, участвующей в синтезе определенных белков, которые были более эффективными катализаторами. Поэтому мутации закреплялись в ходе естественного отбора, а для хранения генетической информации возникли специальные хранилища — ДНК. В пользу этой версии говорит то, что в ретровирусах, эмбриональных и раковых клетках ДНК синтезируется на основе РНК.По мнению Вячеслава Мордвинова, заведующего лабораторией молекулярных механизмов патологических процессов Института цитологии и генетики СО РАН, Карин Мёллинг с точки зрения здравого смысла, скорее всего, права. Первое нечто, способное к самовоспроизводству, могло иметь характеристики вирусов.Заведующий лабораторией биотехнологии и вирусологии Новосибирского государственного университета, член-корреспондент РАН, профессор Сергей Нетесов считает иначе.»Вирус по природе своей и по определению паразит. Ему нужен организм-хозяин для того, чтобы размножиться. Он сам этого делать не умеет. Уже хотя бы поэтому первым организмом должен был быть не вирус, а какая-то очень простая бактерия или архея», — отметил ученый в разговоре с РИА Новости.На предположение Карин Мёллинг, что эволюция вирусов шла по пути упрощения и когда-то эти частицы вполне могли существовать вне клеток, российский молекулярный биолог ответил: «Но тогда эти древние «частицы» не стоит отождествлять с нынешними вирусами, хотя деградационная теория возникновения хотя бы некоторых вирусов имеет право на существование. Как уже было сказано, исходно первыми живыми организмами должны были быть очень просто устроенные бактерии или археи, то есть не паразиты, какими сейчас являются вирусы. А в целом насчет периода возникновения жизни та же ситуация, что и с сотворением Вселенной: сам начальный «момент» и особенно причины его развития нам во многом пока неясны. Можно только предполагать, как все было, и поэтому гипотез и теорий на эту тему много… Хотя сейчас мы, конечно, больше знаем об эволюции жизни, чем еще 50 лет назад».

https://ria.ru/20190624/1555846503.html

https://ria.ru/20170110/1485396612.html

https://ria.ru/20161208/1483106969.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn22.img.ria.ru/images/155590/55/1555905507_342:0:3073:2048_1920x0_80_0_0_923e5f4b8de40bdca702166f7950e821.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

новосибирский государственный университет, российская академия наук, днк, эволюция, институт цитологии и генетики (ициг со ран)

МОСКВА, 26 июн — РИА Новости, Альфия Еникеева. Вирусы везде — в воздухе, земле и воде, в каждом живом организме. В ДНК практически всех животных обнаружены генетические фрагменты вирусов. Никакие эпидемии не дали бы такого результата, уверены ученые. А значит, вирусы были частью живых существ задолго до того, как те возникли. Иными словами, именно вирусы положили начало всему живому, и произошло это примерно 3,8 миллиарда лет назад.

Вирус, притворившийся бактерией

В 1992 году международная группа ученых искала возбудителей легионеллеза — инфекционного заболевания, поразившего в то время несколько человек на севере Англии. В пробах воды, которую пили пострадавшие, исследователи обнаружили Legionella pneumophila — наиболее вероятную виновницу вспышки опасной болезни — и неизвестный ранее вид грамположительной бактерии. Однако все попытки культивировать новый микроб, названный Bradfordcoccus, или уточнить его происхождение провалились. Поэтому непонятный образец спрятали в холодильник, где он пролежал почти десять лет.Только в 2003 году знаменитые французские микробиологи Дидье Рауль и Бернар Ла Скола решили рассмотреть неопознанный объект в микроскоп. К своему удивлению, они увидели не маленькую бактерию, а огромный волосатый икосаэдр. Это был вирус, пусть и непростой. И дело не только в его гигантских размерах. Геном необычного вируса включал 1,2 миллиона пар оснований, что больше, чем ДНК некоторых бактерий, а среди генов были такие, которые участвовали в синтезе белка. А это уже признак живого организма. Получалось, что гигантский паразит на самом деле немного живой.Несколько лет спустя эти же исследователи в пробах воды, взятых в Париже, обнаружили еще один гигантский вирус — мамавирус, а на нем вирофага, то есть вирус вируса. Уже потом микробиологи со всего мира откроют и другие виды огромных вирусных частиц — мегавирусы, пандоравирусы и питовирусы. И все их можно будет смело считать живыми, ведь в их ДНК были гены, отвечающие за синтез белка.

В начале были вирусы

Гигантские вирусы никак не вписывались в устоявшиеся представления об этих частицах как неживых паразитирующих машинах, которые для саморепликации используют инструменты клетки-хозяина. В таком случае непонятно, зачем им гены, участвующие в производстве белка, если у них попросту нет самой системы трансляции. Так называют процесс синтеза белка, когда рибосома соединяет аминокислоты в длинную белковую цепь, используя матричную РНК в качестве инструкции по сборке.

Один из первооткрывателей гигантских вирусов Бернар Ла Скола предположил, что древние предки этих частиц могли обладать полной системой трансляции, а значит, их надо выделить в отдельный домен живых организмов, где-то между эукариотами и археями. Дидье Рауль пошел еще дальше и высказал мнение, что именно гигантские ДНК-содержащие вирусы лучше всего подходят на роль общего предка всего живого — LUCA (last universal common ancestor). Считается, что он обитал на Земле примерно 3,8 миллиарда лет назад. Его окаменелых останков не сохранилось, но изучать его можно, сравнивая геномы всех ныне существующих и уже вымерших живых организмов.Анализ ДНК предполагаемых потомков LUCA показывает, что он, скорее всего, был еще примитивнее, чем протоорганизмы, давшие начало трем доменам жизни — бактериям, археям и эукариотам. Вероятно, он уже имел системы синтеза РНК и белка, а также ферменты, служащие для обмена веществ, но его геном мог состоять только из РНК. Более того, вполне возможно, что у общего предка не было клеточной мембраны, ведь ферменты синтеза молекул, из которых она состоит, различаются во всех трех доменах. А если у LUCA не было мембраны, значит, клеткой он не был, а по описанию очень похож на вирус.24 июня 2019, 11:19НаукаУченые нашли полезные «супервирусы» в кухонных губках

Вирусная ДНК

По мнению немецкого вирусолога Карин Мёллинг, гигантские вирусы слишком большие, чтобы быть первыми.

«Должно было быть что-то поменьше, гораздо меньше и более примитивное: возможно, комбинация нескольких молекул. Вполне вероятно, что РНК как первая биомолекула легла в основу древа жизни. Первая РНК — уже как бы «голый» вирус, а точнее вироид (инфекционный агент, состоящий только из кольцевой РНК. — Прим. ред.)», — пишет исследовательница в своей книге «Вирусы. Скорее друзья, чем враги».

Вирусы — это мобильные генетические элементы, отмечает Мёллинг. Для репликации им нужна энергия, но необязательно полученная от клетки-хозяина. Подойдет и химическая энергия, а она вырабатывается черными курильщиками — гидротермальными источниками, расположенными на океаническом дне. Именно около них и возникла жизнь.10 января 2017, 13:23НаукаУченые выяснили, когда появились первые прародители ВИЧПервые ретровирусы, в том числе и «предки» вируса иммунодефицита человека, появились на Земле около 500 миллионов лет назад, примерно на 200-300 миллионов лет раньше, чем считалось ранее.Сначала появились первые РНК-молекулы, впоследствии эволюционировавшие в рибозимы — молекулы РНК, которые, как было показано в экспериментах, могут самостоятельно реплицироваться и изменяться. Рибозимы были своего рода РНК-вирусами, а их генетическое разнообразие стало решающим фактором для дальнейшей эволюции.

Накопление случайных мутаций привело к появлению РНК, участвующей в синтезе определенных белков, которые были более эффективными катализаторами. Поэтому мутации закреплялись в ходе естественного отбора, а для хранения генетической информации возникли специальные хранилища — ДНК. В пользу этой версии говорит то, что в ретровирусах, эмбриональных и раковых клетках ДНК синтезируется на основе РНК.

По мнению Вячеслава Мордвинова, заведующего лабораторией молекулярных механизмов патологических процессов Института цитологии и генетики СО РАН, Карин Мёллинг с точки зрения здравого смысла, скорее всего, права. Первое нечто, способное к самовоспроизводству, могло иметь характеристики вирусов.

8 декабря 2016, 11:13НаукаУченые выяснили, как самый распространенный вирус заражает человекаЦитомегаловирус, «невидимый» и относительно безопасный патоген, присутствующий в теле большинства людей, проникает в наши клетки благодаря особому трюку, который полностью обезоруживает их генетические механизмы самозащиты/

Заведующий лабораторией биотехнологии и вирусологии Новосибирского государственного университета, член-корреспондент РАН, профессор Сергей Нетесов считает иначе.

«Вирус по природе своей и по определению паразит. Ему нужен организм-хозяин для того, чтобы размножиться. Он сам этого делать не умеет. Уже хотя бы поэтому первым организмом должен был быть не вирус, а какая-то очень простая бактерия или архея», — отметил ученый в разговоре с РИА Новости.

На предположение Карин Мёллинг, что эволюция вирусов шла по пути упрощения и когда-то эти частицы вполне могли существовать вне клеток, российский молекулярный биолог ответил:

«Но тогда эти древние «частицы» не стоит отождествлять с нынешними вирусами, хотя деградационная теория возникновения хотя бы некоторых вирусов имеет право на существование. Как уже было сказано, исходно первыми живыми организмами должны были быть очень просто устроенные бактерии или археи, то есть не паразиты, какими сейчас являются вирусы. А в целом насчет периода возникновения жизни та же ситуация, что и с сотворением Вселенной: сам начальный «момент» и особенно причины его развития нам во многом пока неясны. Можно только предполагать, как все было, и поэтому гипотез и теорий на эту тему много… Хотя сейчас мы, конечно, больше знаем об эволюции жизни, чем еще 50 лет назад».

6 класс. Многообразие живых организмов, их взаимосвязь со средой обитания

Тебе уже известно, что при всём многообразии живых организмов, приспособленных к обитанию в различных условиях, все они обладают общими свойствами живого и все (кроме вирусов) имеют клеточное строение. Одни из них — бактерии — состоят из одной клетки, другие — грибы, растения и животные — могут быть как одноклеточными, так и многоклеточными (вернись к § 6, рис. 15).

Зачем же учёным понадобилось делить живые организмы на группы?

Проведённые учёными исследования клеточного строения бактерий, грибов, растений и животных показали, что клетки этих живых организмов обладают не только сходством. В клетках одних организмов есть чётко оформленное ядро, в клетках других — чётко оформленное ядро отсутствует. Представим данные, полученные учёными, в виде схемы (рис. 85).

Рис. 85. Клеточное строение — общий признак живых организмов

О чём же может нам рассказать эта схема? Оказывается, в этой схеме заключена история происхождения живых организмов на нашей планете.

  • Клеточное строение — общий признак живых организмов, что даёт основание учёным говорить о происхождении их от общего предка.
  • Бактерии — потомки древнейших примитивных организмов, которые состояли из одной клетки, не имевшей чётко оформленного ядра.
  • От клеток, не имеющих ядра, произошли более сложно устроенные клетки, имеющие ядро. Возникли растения, животные, грибы, клетки которых также имеют различия (вернись к § 6, рис. 16).

Не имеющие клеточного строения вирусы появились в живом мире как паразиты уже существовавших на Земле бактерий, грибов, животных и человека.

Изучая признаки сходства и различий живых организмов, по которым можно судить о степени их родства, учёные делят (классифицируют) живые организмы на группы. Описанием и классификацией организмов занимается наука, позволяющая разобраться во всём многообразии живых организмов, — систематика. Основоположником систематики считают шведского учёного Карла Линнея (1707–1778). Учёные-систематики занимаются описанием как живых, так и вымерших организмов.

В одну систематическую группу входят организмы, сходные по строению и процессам жизнедеятельности, а также имеющие общего предка.

Попытаемся и мы привести в систему свои знания о разнообразии живых организмов. Группы, объединяющие живые организмы, могут быть крупными или мелкими.

Самая маленькая группа, к которой принадлежат конкретные организмы, — это вид. Упрощённое определение вида может звучать так: вид — это группа особей, сходных по строению, процессам жизнедеятельности и дающих при размножении плодовитое потомство.

Близкие по строению виды объединяются в более крупные группы, те, в свою очередь, — в ещё более крупные. Самые большие группы, в которые объединяется весь живой мир, называют царствами. Представим эти рассуждения в виде схемы (рис. 86).

Рис. 86. Деление организмов на группы

Большинство учёных-систематиков выделяют пять крупных систематических групп — царств: царство Вирусы, царство Бактерии, царство Грибы, царство Растения и царство Животные, к которому относят и человека. Со всеми этими царствами мы познакомим тебя на страницах нашего учебника. А вот со всеми видами познакомиться невозможно, так как их в настоящее время на Земле насчитывают около 2 млн.

Но один вид живых организмов тебе хорошо известен. Учёные его назвали Человек разумный (по-латыни — Гомо сапиенс). К нему относятся все современные люди и ты тоже.

В цепи человек стал последним звеном.

И лучшее всё воплощается в нём.

Как тополь, вознёсся он гордой главой.

Умом одарённый и речью благой.

Вместилище духа и разума он…

Фирдоуси (ок. 940–1020)

Рассмотри рисунок 87. Перечисли черты сходства у изображённых на нём животных, объединённых в родственную группу под общим названием «птицы».

Рис. 87. Различные виды птиц

BBC Russian — Наука и техника

Новыми клетками полностью управляет искусственный геном

Американские ученые синтезировали живую клетку с искусственным ДНК. Этот эксперимент, который многие ученые назвали прорывом в науке, стал шагом на пути к созданию новых форм жизни. Би-би-си отвечает на некоторые вопросы, связанные с этим неоднозначным открытием.

Нажать Схема эксперимента

Ученым удалось создать искусственную форму жизни?

Не совсем. Исследователи называют результат своего эксперимента гибридной живой клеткой. Живая, уже существующая клетка была использована в качестве реципиента генома, который создали искусственно. Строго говоря, в этом эксперименте только геном — хромосомный набор в клетке — полностью синтезирован человеком.

Нажать Ваше мнение

По словам ученых, полученная клетка бактерии — первая форма жизни, которая полностью контролируется искусственной ДНК.

Для создания новой хромосомы — хранилища генетической информации, необходимого для функционирования клетки, — исследователи использовали живые организмы.

Сконструированные химическим путем блоки ДНК ученые внедрили в клетки дрожжей — там блоки соединились в законченную бактериальную хромосому.

Что ученые собираются делать с этими синтетическими бактериями?

В данном случае созданные клетки — лишь копии уже существующих в природе бактерий. Однако этот эксперимент доказывает, что человек может создать живую клетку с искусственной хромосомой.

Нажать Письма со всего мира

Нажать Доктор Крейг Вентер и его коллеги надеются использовать эту технологию для создания новых бактерий «с нуля» — клеток, которые могли бы обладать полезными свойствами.

Вентер и его команда уже работают с фармакологическими и топливными компаниями над созданием хромосом для бактерий, которые смогли бы производить топливо или новые вакцины.

Эти исследователи говорят, что надеются в конечном итоге «построить» бактерию, которая бы поглощала углекислый газ.

Можно ли аналогичным образом синтезировать более сложные организмы, такие как растения или животные?

В теории — да. Однако сейчас ученые ставят перед собой задачу создавать клетки бактерий. Это идеальные кандидаты на воспроизводство, потому что они обладают потенциалом вырабатывать полезные для человека вещества.

Доктор Вентер полагает, что такие «сделанные на заказ» бактерии могут привести к «новой промышленной революции».

В терминах генетики бактерия — это самый примитивный организм. Они, как правило, имеют одну кольцевую хромосому. Для сравнения: в каждой клетке человека содержится 23 пары значительно более крупных, линейных хромосом. То есть в геноме бактерии меньше информации, и ученым легче расшифровать и воссоздать ее.

Крейг Вентер полагает, что техника копирования и вживления генома в клетку может быть распространена и на высшие организмы, такие как растения. Однако ученым понадобятся годы, чтобы понять, как сконструировать такие сложные геномы.

Какие риски несет с собой возможность создания «рукотворных» организмов? И насколько это этично?

Критики проекта обвиняют Крейга Вентера и его коллег в желании «поиграть в Бога»: многие считают, что человек не должен брать на себя роль демиурга и пытаться создать новые формы жизни.

Также существуют опасения по поводу безопасности технологии эксперимента.

Это, конечно, очень важное открытие с точки зрения философии, так как оно может изменить представление о себе

Юлия Егорова, профессор Университета Дарема

Профессор Джулиан Савулеску из Центра практической этики при Оксфордском университете говорит, что потенциал этих исследований проявится «в отдаленном будущем». «Но и риски тоже беспрецедентны, — отмечает он. — Нужны новые стандарты оценки рисков такого рода радикальных исследований и защиты от нецелевого их использования в военных или террористических целях».

Однако, по словам Вентера, он сам поощряет дискуссии о регулировании этой сферы науки и этических нормах его деятельности.

«В 2003 году, когда мы произвели первый синтетический вирус, он стал объектом пристального рассмотрения в смысле этичности его использования и прошел все ступени, вплоть до Белого дома», — заявил Вентер.

Как это открытие повлияет на философские представления о мире?

Юлия Егорова, социокультурный антрополог из британского Университета Дарэма, изучающая этические аспекты генетики, согласна с утверждением, что потенциально это открытие может привести к новой промышленной революции.

«Но это, конечно, еще и очень важное открытие с точки зрения философии, так как оно может изменить наше представление о себе, — говорит она. — Я могу себе представить, что теологи и философы уже, наверное, ведут дискуссии о том, как это открытие повлияет на наше представление о мире и на нашу этику».

В этой связи эксперт отсылает к мнению Джеймса Уотсона, Фрэнсиса Крика и Мориса Уилкинса, получивших Нобелевскую премию за открытие структуры молекулы ДНК.

«Они утверждали, что жизнь фактически можно свести к химическим процессам. И я могу себе представить, что и данное открытие можно интерпретировать как триумф материализма. И безусловно, теологам и многим религиозным людям это не понравится», — говорит Егорова.

Она рассказывает, что для своих исследований по этике интервьюировала и крупных ученых-генетиков, и аспирантов — и, как правило, на вопрос о социальной ответственности ученого за свои изобретения большинство отвечали, что практическое применение их открытия — это уже дело политиков, экономистов и т.д. Работа же ученого заключается в том, чтобы двигать науку вперед.

По мнению психоаналитика Дмитрия Ольшанского, страх перед научными открытиями существовал всегда.

«За этим стоит страх потери самого себя: а что же будет со мной, если меня разложат по полочкам, посчитают на калькуляторе — и потом через 10-15 лет людей будут собирать на фабриках точно так же, как пылесосы — этот вопрос, который постоянно задают науке», — констатирует Ольшанский.

Синтез живой клетки: как это было

  • Ученые расшифровали код хромосомы клетки бактерии, «прочитав» каждую букву генетического кода при помощи компьютера

  • Ученые скопировали этот код и воссоздали новую синтетическую хромосому, сложив вместе участки ДНК

  • Затем хромосому вложили в бактериальную клетку, которая стала делиться. Синтетическую бактерию можно использовать для создания новых видов топлива и лекарств

Признаки живых организмов. Царства живой природы. – УчМет

1.Организационный момент.

Встаньте ровно и красиво.

Прозвенел уже звонок.

Сядьте тихо и неслышно,

И скорей начнём урок.

2. Актуализация знаний.

Сегодня наш урок мы начнём с загадок.

Маленький мальчишка

В сером армячишке

По двору шныряет,

Крошки собирает. (воробей)

Маленький, удаленький

Сквозь землю прошёл-

Красну шапочку нашёл. ( гриб)

Зелена, а не луг, белена, а не снег,

Кудрява, а не человек. ( берёза)

Объедините все эти слова одним общим термином. Кто это?

Ученики- это организмы.

Отличаются живые организмы от тел неживой природы?

Ученики- определёнными признаками.

А вы можете мне назвать эти признаки?

Ученики называют знакомые им признаки.

Сообщение темы урока.

3.Целепологание

Давайте попробуем определить цель нашего урока, ответив на вопрос: Что мы должны изучить сегодня на уроке?

  1. Общие признаки живых организмов.

  2. Царства живой природы.

  3. Признаки характерные для каждого царства живой природы.

4.Планирование

Организмы

Свойства Царства

5.Открытие нового знания

Постановка проблемного вопроса.

Докажите, что автомобиль неживой объект?

Учащиеся читают параграф № 3 учебника- Важнейшие признаки живых организмов и заполняют схему.

Проверка ответа на поставленный вопрос и составленной схемы.

Организмы

Свойства Царства

Клеточное

строение

Растут

питаются

дышат

размножаются

Обмен веществ

Физминутка.

Учитель: Все живые организмы разделили на 4 царства.

Царства

Грибы

животные

растения

бактерии

Учащиеся работают в группе.

Каждая группа получает задание об определённом царстве, пользуясь информацией учебника, определяет признаки характерные для данного царства и записывает их в общую схему.

Проверка выполненной работы.

Бактерии

Среда обитания

Маленькие размеры

3.5 миллионов

Во всех средах жизни

Питаются готовыми органическими веществами

Неподвижны

Грибы

Постоянно растут

Создают органические вещества из неорганических

неподвижны

Растения

Растут всю жизнь

Органы функционируют без замены

Рост ограничен

Животные

Перемещаются в пространстве

6.Отработка учебных действий

Выберите верные утверждения

  1. Живые организмы имеют клеточное строение

  2. Живые организмы растут, питаются, размножаются.

  3. Все живые организмы образуют гидросферу.

  4. Все живые организмы разделили на 4 царства: бактерии, грибы, растения, животные.

  5. Бактерии- самые древние живые организмы.

  6. Многие бактерии являются возбудителями заболеваний.

  7. Все живые организмы способны к перемещению в пространстве.

  8. Животные и растения питаются готовыми органическими веществами.

  9. Растения способны создавать органические вещества из неорганических.

  10. Животные растут в течении всей жизни.

Взаимопроверка.

Ответы: 1,2,4,5,6,9.

7. Рефлексия

Что нового узнал для себя?

Что непонятно?

Домашнее задание:

Параграф № 3 вопросы на стр. 15

По желанию: Найти информацию о самых маленьких и самых больших обитателей биосферы?

Творческое задание: Составить кроссворд « Биосфера»

Итог урока. Рисуем рожицы.

Живые организмы – их влияние на оболочки Земли — Биосфера — Географическая оболочка — Каталог статей

Живые организмы, населяющие поверхность Земли, существуют на ней не просто так. В этом материале мы узнаем, какое влияние они оказывают на все земные оболочки, и что было бы, если живых организмов на нашей планете просто не было.

Как оказалось, очень многие живые организмы оказывают существенное влияние на все важнейшие оболочки Земли. Облик, который сегодня имеет наша планета, связан с действием живых существ, населяющих её.

Живые организмы оказывают серьезное влияние на атмосферу. В первую очередь, это связано с процессом фотосинтеза. Очень большой процент кислорода на планете Земля, создан именно благодаря растениям и другим живым организмам, таким как водоросли и прочие бактерии. Кроме того, растения поглощают углекислый газ, который выделяется при дыхании человека и животных. Также потребляют воду, при этом выделяя в атмосферу кислород и создавая полезные органические вещества.


Не менее важным считается воздействие живых организмов на гидросферу. Населяя океанические воды, живые организмы прежде всего влияют на солёность воды. Находясь в воде, организмы забирают из неё те вещества, которые нужны им для жизнедеятельности, для роста, размножения, развития скелетов или панциря. Постепенно вымирая, живые организмы оставляют на дне морей и океанов осадочные породы из своих скелетов и панцирей, постепенно образовывая горные породы.

Оказывают влияние живые организмы и на литосферу, причем особенно существенное на верхний её слой. Они способствуют образованию горных пород, принимая участие в формировании полезных ископаемых и других минералов. Организмы также принимают участие в разрушении горных пород, видоизменяя облик земной коры, и участвуя в формировании новых форм рельефов.


Организмы являются важной составляющей для образования плодородных почв. Степень плодородия, то есть способности производить урожай, определяется количеством и толщиной гумусового слоя. В свою очередь, гумусом называют продукт разложения организмов на органические остатки. Поэтому, в почве, а значит в слое литосферы, присутствует большое число живых организмов.

Известно, что самым плодородным слоем почвы на сегодняшний день считается чернозем. Наибольшие запасы чернозема в мире располагается на территории Украины, России, Казахстана и США. Образуются такие грунты в степях и лесостепях. На формирование такой почвы необходимо очень большое количество времени, поэтому к чернозему необходимо относиться очень бережно. 

клеток живых организмов (со схемой)

В этом эссе мы поговорим о клетках живых организмов. Прочитав это эссе, вы узнаете о: — 1. Предмет клетки 2. Исторические отчеты о клетке 3. Размер клетки 4. Форма клетки 5. Структура клетки 6. Структура прокариот.

В комплекте:

  1. Subject Matter of Cell
  2. Исторические счета Cell
  3. Размер ячейки
  4. Форма ячейки
  5. Очерк строения клетки
  6. Очерк строения прокариот

Эссе № Тема ячейки:

Все живые тела состоят из протоплазмы.Ткань жизни (протоплазма) редко встречается в больших массах, но встречается в виде дискретных структур. Эти мельчайшие морфологические тела известны как клетки.

Клетки — это небольшие структурные единицы тела, точно так же, как кирпичи — это единицы структуры дома. Клетка может быть определена как «единица биологической активности, ограниченная полупроницаемой мембраной и способная к самовоспроизведению в среде, свободной от других живых систем».

Клетка — это независимая функциональная единица во всех живых организмах.В одноклеточном организме одноклеточное тело сильно дифференцировано физиологически и выполняет все жизненно важные функции, такие как питание, дыхание, выделение, размножение и т. Д. В многоклеточных организмах жизнедеятельность осуществляется узкоспециализированными группами бесчисленных клеток.

Таким образом, жизненно важные процессы в организме — это сумма скоординированных функций его клеток.


Очерк № Исторические счета ячейки:

Хотя предположения о клетке восходят к эпохе греческих философов, наука о клетках начала развиваться только после открытия составного микроскопа Янсенсом в конце шестнадцатого века.

Первый трактат по микроскопии дал Роберт Гук, куратор экспериментов Королевского общества [Рис. 1.1 (а)]. Он опубликовал чисто описательный отчет о клетке, до сих пор неисследованной области наук о жизни. Он впервые наблюдал за растительными клетками в 1665 году с помощью недавно изобретенной примитивной модели сложного микроскопа.

Гук, наблюдал под микроскопом тонкий срез пробки и обнаружил, что пробка бутылки не была однородным компактным материалом, а состояла из большого количества маленьких пустых коробок или полостей, ограниченных определенными стенками [Рис.1.1 (b)] Гук применил названия ячеек к этим ящикам (латинское cellula = маленькая комната).

Он опубликовал свои наблюдения в своей книге «Микрография». Позже он наблюдал клетки в свежем растительном материале и обнаружил, что полости живых клеток были заполнены «соком» , но он не мог заметить тайны протоплазмы.

После Роберта Гука у ученых возникло любопытство, и стало доступно больше деталей о клетках. Антон Ван Левенгук, известный голландский микроскопист, впервые наблюдал зеленые тела в клетках растений.Теперь они известны как хлоропласты.

Два современника, английский врач Неемия Грю и итальянский профессор Марчелло Мальфиги, продолжили свои наблюдения за внутренней структурой растений и очень подробно описали различные типы стволовых клеток, но они также не заметили важности протоплазмы.

Корти (1772) и Фонтана (1781) подчеркнули присутствие полужидкого вещества в клетках растений, а Датроше (1824) заметил его в клетках животных.В 1835 году французский ученый Дюжарден предложил термин саркод для обозначения живого содержимого клетки. Чешский физиолог Пуркинье (1839) ввел термин протоплазма для обозначения живого вещества клетки.

С дальнейшим накоплением знаний о структуре и функциях клетки, комплексная природа живого содержимого клетки стала более ясной.

Различные компоненты протоплазмы были распознаны один за другим. В 1831 году английский ботаник Роберт Браун заметил общее появление определенного сферического тела в каждой из клеток кожи листа орхидеи и назвал его «ареолой».Позже это было обозначено как ядро ​​(латинское слово, означающее ядро).

Вскоре после этого Матиас Шлейден обнаружил небольшое сферическое тело внутри ядра и дал ему название ядрышко. В 1846 году Хьюго фон Моль ввел различие между протоплазмой и клеточным соком, а вслед за ним Колликер (1862) применил название цитоплазма к живому материалу, окружающему ядро.

Таким образом, ядро ​​и цитоплазма вместе образуют протоплазму. Все эти факты стали частью научного мышления, когда два немецких биолога по имени Шлейден (ботаник) и Теодор Шванн (зоолог) сформулировали свою хорошо известную «Теорию клеток» (1938-39).

В настоящее время теория предполагает, что:

(i) Все живые организмы состоят из клеток и клеточных продуктов,

(ii) Существует значительное сходство в химическом строении и метаболической активности всех клеток, и

(iii) Общая активность организма — это сумма действий и взаимодействий его независимых клеточных единиц.

Вирхов (1855) констатировал тот факт, что все клетки тела возникают в результате делений уже существующих.Механизм деления клеток был установлен к концу 1870 года. В 1861 году Шульце также поддержал клеточную теорию и выдвинул доктрину протоплазмы. Ханштейн (1880) ввел термин «протопласт» для обозначения организованной дискретной массы протоплазмы и подчеркнул, что термин «протопласт» следует использовать вместо термина «клетка».

Путем непрерывных наблюдений были обнаружены новые части клетки. Эти части включали вакуоли, митохондрии, тельца Гольджи и т. Д.

Клеточная теория подверглась резкой критике, а концепции были значительно уточнены некоторыми выдающимися учеными.Открытие вирусных частиц в последние годы поставило перед биологами вопрос о том, являются ли эти частицы живыми или неживыми.

Вирус можно определить как самовоспроизводящуюся биологическую единицу, которая не обладает конечной полупроницаемой мембраной и способна к самовоспроизведению только тогда, когда она присутствует в живой клетке.

Вне живой клетки он подобен неживой частице. Если они считаются живыми, тогда клеточная теория не может быть применена к ним, потому что их тела имеют форму очень мельчайших частиц и не являются клеточными.

Вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белков, ключевых соединений, неизменно присутствующих во всех клетках (рис. 1.2).

Эти частицы были по-разному интерпретированы разными биологами. По их словам:

(a) Вирусы — это живые химические вещества.

(b) Вирусы эволюционировали из клеточных форм в результате дегенерации, и они стали уменьшаться до размера в результате паразитизма.

(c) Вирусы — это примитивные организмы, которые не смогли достичь клеточного состояния.

Помимо вирусов, существуют также некоторые формы, которые кажутся промежуточными между вирусами и клетками. Эти системы, называемые микоплазмами и риккетсиями, по-видимому, имеют мембраны, но не способны расти за пределами живых клеток. Однако вполне вероятно, что они произошли от более независимых бактерий, которые превратились в паразитов и утратили некоторые из своих биохимических возможностей.

Второе важное возражение против клеточной теории состоит в том, что она не объясняет ценоцитарные тела некоторых низших растений, таких как, например, Vaucheria, Mucor, Rhizopus и т. Д.Согласно клеточной теории, типичная клетка тела — это единица массы протоплазмы, состоящая из двух отдельных компонентов, а именно ядра и цитоплазмы (рис. 1.3 и 1.4).

Это определение, однако, не кажется правильным в тех случаях, когда организм является ценоцитарным. Ценоцитарное тело представляет собой массу живых веществ с многочисленными ядрами, удерживаемыми внутри окружающей стенки. Таким образом, было бы трудно определить клетку как основную единицу в таких живых организмах.


Эссе № Размер ячейки :

В научных работах клетки измеряются в метрической системе, т.е. е., в сантиметрах и миллиметрах. При измерении клеток растений или животных под микроскопом используются единицы микрон (греч., Μ = 1/1000 или 0,001 мм и миллимикрон (mµ = 1/1000 µ)).

Дальнейшее деление миллимикрона на единицы часто дает единицу Ангстрема (Å). Эта единица соответствует одной десятой миллимикрона (Å = 0.1 мкм ,. Он используется для измерения субмикроскопических структур, обнаруженных с помощью электронного микроскопа, и для определения длины волны излучения.

Размеры ячеек сильно различаются. Некоторые клетки, например корневые волоски и клетки волокон хлопка и других растений, видны невооруженным глазом. У некоторых однодольных и у семейства urticaceae длина волоконных клеток составляет от 2 до 56 см. Бактериальные клетки, которые, вероятно, являются самыми маленькими (примерно 0,2-5,0 мкм), находятся на самых низких границах микроскопического разрешения.

По объему одной из самых крупных клеток среди животных является желточная клетка страусиного яйца, диаметр которой составляет примерно 8 см. Таким образом, объем желтка страусиного яйца примерно в пятнадцать миллионов миллиардов раз больше, чем у бактериальной клетки размером 0,2 мкм.

Нервные клетки некоторых млекопитающих достигают метра и более в длину. Большинство клеток растений и животных имеют средний размер от 0,5 до 20 мкм. Размер ячейки напрямую связан с увеличением или уменьшением ее содержимого.


Эссе № Форма ячейки :

В целом форма клеток сильно варьируется от ткани к ткани. Он может быть фиксированным или изменяемым; сферической или овальной формы; плоский или удлиненный; веретенообразные или шаровидные; цилиндрические или многогранные и пр. Эти разные формы ячеек связаны с конкретными функциями, которые они выполняют.

Механическая сила также в некоторой степени определяет форму клеток, например.g., клетки недифференцированной ткани имеют многогранную форму из-за их взаимного давления. Независимо от формы, все клетки имеют тенденцию к сферической форме, если они свободны от различных сдерживающих факторов.

Форма вновь развившейся клетки также зависит от материнской клетки, плоскости деления клетки и времени деления, которому подверглась материнская клетка. По мере созревания клетки обычно окружаются жесткой или полужесткой неживой мембраной, которая также стабилизирует их форму.


Эссе № Структура ячейки:

До открытия электронного микроскопа большая часть наших знаний о внутренней структуре клетки была основана на наблюдениях, сделанных с помощью светового микроскопа. В последние годы для изучения клетки стал применяться электронный микроскоп. Термин «ультраструктура» относится к тому факту, что рассматриваемые клеточные структуры были проанализированы с помощью электронного микроскопа.

Электронный микроскоп использует луч света и в принципе не сильно отличается от светового микроскопа. Для электронно-микроскопических исследований ткани фиксируют в оксиде осмия (OsO 4 ), растворах формальдегида и т. Д., Обезвоживают, заливают жидким пластиком (обычно смесью бутилметилметакрилата) и разрезают на ультратоме (толщина среза около 100 Å).

Электронный микроскоп увеличивает изображение в 3 00 000 или более раз по сравнению с фактическим размером объекта на флуоресцентной пластине, напоминающей телевизионную трубку.Фотографии сделаны для дальнейшего изучения. Одним из недостатков этого устройства является то, что трудно исследовать материалы в живом состоянии.

Подробные общие обзоры электронной микроскопии растительных клеток были даны Muihlethaler (1957), Buvat (1958) и многими другими авторами.

Есть два общепризнанных основных плана клеточной организации.

Это:

(i) Простой прокариотический план

(ii) Комплексный план эукариот


Эссе № Структура прокариот:

Организмы, у которых ядро ​​не ограничено определенной ядерной мембраной, называются прокариотами.Среди прокариот — вирусы, плевропнемоноподобные организмы (PPLO), бактерии и сине-зеленые водоросли. Прокариоты очень маленькие (обычно от 0,5 до 3 мкм) и не дифференцируются на ядро ​​и цитоплазму. У эукариотических организмов ядро ​​ограничено определенной ядерной мембраной.

Прокариотические и эукариотические клетки принципиально различаются по следующим пунктам:

1. Ядерная мембрана:

Как упоминалось ранее, прокариотические клетки не дифференцируются в ядро ​​и цитоплазму, т.е.е. цитоплазматический и ядерный материал остается перемешанным. Эукариотические клетки имеют определенную ядерную мембрану.

2. Хромосомы:

У прокариот генетическая информация находится в одной хромосоме, которая представляет собой кольцевую ДНК. В ДНК прокариот отсутствуют основные белки, называемые гистонами. В эукариотических клетках ДНК хромосомы находится в комплексе с гистонами.

3. Отсутствие митотического аппарата и ядрышек:

Клеточное деление прокариот обычно не является митотическим, и мейоз не происходит — в реальном смысле.

4. Цитоплазматические органеллы:

Прокариотические клетки лишены четко определенных ограниченных мембранами органелл, таких как эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, центриоли и хлоропласты. Ферментативные функции митохондрий выполняются плазматической мембраной, которая в нескольких точках складывается.

В эукариотических клетках присутствуют определенные мембраносвязанные структуры, такие как эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, митохондрии, хлоропласты, лизосомы и центриоли.

5. Стенка клетки:

Клеточная стенка прокариот содержит аминосахара, мурамовую кислоту и другие углеводы. У эукариот клеточная стенка, если она есть, не содержит этих веществ.

6. Плазменная мембрана:

Плазматическая мембрана прокариот образует вторжения в цитоплазму, называемые мезосомами. У эукариот мезосомы не существуют.

7. Жгутик:

Жгутики или реснички, обнаруженные у некоторых прокариот, не имеют 9 периферических и 2 центральных фибрилл (конфигурация 9 + 2).У эукариот жгутики и реснички имеют определенный структурный план, состоящий из 9 периферических фибрилл и двух центральных фибрилл.

8. Фотосинтетический аппарат:

У прокариот хлорофилл, если он присутствует, связан со свободной ламеллой; ламели не закрыты мембраной. У эукариот пигментированные пластинки находятся в отдельных хлоропластах.


Биология Классификация 5 царств живых существ

Никто не знает наверняка, когда, как и почему зародилась жизнь на Земле, но 2400 лет назад Аристотель заметил, что все биоразнообразие планеты было животного или растительного происхождения.Это первоначальное наблюдение греческого философа было расширено в 19-м и 20-м веках за счет открытия новых царств, в конечном итоге достигнув широко признанных сегодня пяти, которые охватывают 8,7 миллиона видов, обитающих на Земле, согласно оценкам Организации Объединенных Наций по окружающей среде. Программа (ЮНЕП).

ЧТО ТАКОЕ ЦАРСТВО В БИОЛОГИИ

Система биологических царств — это способ, которым наука классифицирует живые существа в соответствии с их происхождением в ходе эволюции. Это означает, что все виды, составляющие эти пять больших групп — некоторые недавние теории делят их еще на шесть или даже семь — имеют общих предков и, следовательно, разделяют некоторые из своих генов и принадлежат к одному генеалогическому древу.

Наряду с царствами живых существ существуют и другие таксономические категории в рамках той же классификационной системы, как, например, домен, тип, класс, порядок, семейство, род и вид. Все они следуют иерархическому порядку и зависят друг от друга, поэтому некоторые подразделения включают другие.Таким образом, домен включает в себя царство, царство — тип, тип — класс и так далее.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЯТИ ЦАРСТВ ЖИВОГО

Все виды в определенном царстве имеют схожие характеристики с точки зрения их роста и способа функционирования. Теперь давайте посмотрим, откуда берутся семейные отношения, определяющие царство природы:

Питание. Автотрофный (сам производит) или гетеротрофный (питается другими живыми существами).

Сотовая организация. Одноклеточный (имеющий только одну ячейку) или многоклеточный (состоящий из двух или более ячеек).

Тип ячейки. Эукариоты (генетический материал окружен мембраной) или прокариоты (без мембраны).

Дыхание. Аэробный (требуется кислород) или анаэробный (без кислорода).

Репродукция. Половым, бесполым или через споры.

Механизм. Самодвижущийся или статичный.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЖИВОГО НА ПЯТЬ ЦАРСТВ

Первым, кто разделил живое на пять обширных королевств, был североамериканский эколог Роберт Уиттакер. В 1959 году этот исследователь доказал, что грибы не являются растительными организмами — ранее считалось, что это так, — а десять лет спустя он предложил создать царство грибов, чтобы отличить их от растений. Теория Уиттакера получила широкое признание, и научное сообщество, таким образом, добавило новую группу к предыдущей системе четырех королевств, , установленную американским биологом Гербертом Коуплендом в 1956 году.

Царство животных

Царство Animalia является наиболее развитым и делится на две большие группы — позвоночные и беспозвоночные. Эти животные представляют собой многоклеточных гетеротрофных эукариот с аэробным дыханием, половым размножением и способностью двигаться. Это царство — одно из самых разнообразных и включает в себя, среди прочего, млекопитающих, рыб, птиц, рептилий, земноводных, насекомых, моллюсков и кольчатых червей.

Царство растений

Деревья, растения и другие виды растительности составляют часть царства плантаев — одного из старейших, характеризующихся его неподвижной, многоклеточной и эукариотической природой.Эти автотрофные существа, клетки которых содержат целлюлозу и хлорофилл , необходимы для жизни на Земле, поскольку они выделяют кислород посредством фотосинтеза. Что касается их метода размножения, то это может быть половое или бесполое размножение.

Царство живых существ и их виды с первого взгляда.

СМОТРЕТЬ ИНФОГРАФИЮ: Краткий обзор царств живых существ и их видов [PDF]

Царство грибов

Это название используется для обозначения царства грибов, которое включает дрожжи, плесень и все виды грибов и поганок.Эти многоклеточные аэробные гетеротрофные эукариоты имеют хитин в клеточных стенках, питаются другими живыми существами и размножаются через споры.

Царство протистов

Эта группа является наиболее примитивной из эукариот, а все остальные являются ее потомками. Царство протистов является парафилетическим — оно содержит общего предка, но не всех его потомков — и оно включает те эукариотические организмы, которые не считаются животными, растениями или грибами , такие как простейшие.Поскольку он настолько разнороден, его трудно классифицировать, поскольку у его членов очень мало общего.

Королевство Монера

Это царство микроскопических живых существ и групп прокариот (архей и бактерий). Эта группа присутствует во всех средах обитания и состоит из одноклеточных существ без определенного ядра. Большинство бактерий являются аэробными и гетеротрофными, тогда как археи обычно анаэробны и их метаболизм является хемосинтетическим.

Классификация пяти царств природы остается наиболее принятой сегодня, хотя последние достижения в области генетических исследований предложили новые пересмотры и возобновили дискуссии среди экспертов.Так обстоит дело с шестым королевством Карла Вёзе и Джорджа Фокса, которые в 1977 году разделили бактерии на два типа (археи и бактерии), и седьмым королевством Кавальера-Смита, добавившего новую группу к предыдущим шести для водорослей, названных Chromista.

Классификация живых существ

Все живые организмы подразделяются на группы на основе очень основных общих характеристик. Затем организмы в каждой группе делятся на более мелкие группы. Эти меньшие группы основаны на более детальном сходстве внутри каждой большой группы.Эта система группирования облегчает ученым изучение определенных групп организмов. Такие характеристики, как внешний вид, размножение, подвижность и функциональность, — это всего лишь несколько способов группировки живых организмов. Эти специализированные группы в совокупности называются классификацией живых существ. Классификация живых существ включает 7 уровней: царство, тип, классы, порядок, семейства, род и виды.

Королевства

Самая основная классификация живых существ — это царства.В настоящее время существует пять королевств. Живые существа помещаются в определенные царства в зависимости от того, как они получают пищу, типов клеток, составляющих их тело, и количества клеток, которые они содержат.

Тип

Тип — следующий уровень после царства в классификации живых существ. Это попытка найти какое-то физическое сходство между организмами в королевстве. Эти физические сходства предполагают, что у этих организмов есть общий предок, принадлежащий к определенному типу.

Классы

Классы — это способ дальнейшего разделения организмов типа. Как вы, наверное, догадались, у организмов одного класса даже больше общего, чем у организмов целого типа. Люди принадлежат к классу млекопитающих, потому что мы пьем молоко в детстве.

Заказ

Организмы каждого класса далее разбиваются на отряды. Ключ таксономии используется для определения того, к какому отряду принадлежит организм. Ключ таксономии — это не что иное, как контрольный список характеристик, определяющий, как организмы группируются вместе.

Семьи

Заказы делятся на семьи. У организмов внутри семейства больше общего, чем с организмами любого уровня классификации выше. Говорят, что из-за того, что у них так много общего, организмы одной семьи связаны друг с другом. Люди принадлежат к семейству гоминид.

Род

Род — это способ описания родового названия организма. Классификация по родам очень специфична, поэтому в каждом из них меньше организмов.По этой причине как среди животных, так и среди растений существует много разных родов. При использовании таксономии для названия организма род используется для определения первой части его названия, состоящего из двух частей.

Виды

Виды настолько специфичны, насколько это возможно. Это самый низкий и самый строгий уровень классификации живых существ. Основным критерием отнесения организма к определенному виду является способность к размножению с другими организмами того же вида. Вид организма определяет вторую часть его двухчастного названия.

Определение и примеры организмов — Биологический онлайн-словарь

Организм
сущ., Множественное число: организмы
[ˈɔɹ.ɡən.ɪ.zəm]
Биологическое определение организма: живое существо, имеющее организованную структуру, может реагировать на стимулы, воспроизводят, растут, адаптируются и поддерживают гомеостаз

Организм относится к живому существу, которое имеет организованную структуру, может реагировать на стимулы, воспроизводить, расти, адаптироваться и поддерживать гомеостаз.Таким образом, организмом может быть любое животное, растение, гриб, простейший, бактерия или археон на Земле. Эти организмы можно классифицировать по-разному. Один из способов — основываться на количестве составляющих его ячеек. Две основные группы — это одноклеточных (например, бактерии, археи и протисты) и многоклеточных (животные и растения). Организмы также можно классифицировать по их субклеточным структурам. Те, у кого есть четко выраженное ядро, называются эукариотами, а те, у которых нет, называются прокариотами.Оба они обладают генетическим материалом, но местоположение различается. У эукариот генетический материал находится внутри ядра, тогда как у прокариот он расположен в особой области, называемой нуклеоидом. Современная система классификации группирует живые существа на три отдельных домена: (1) археи (архебактерии), (2) бактерии (эубактерии) и (3) эукариоты (эукариоты). И археи, и бактерии являются прокариотическими организмами, в то время как Eucarya, как следует из названия, включает в себя всех эукариот. Научное исследование всех организмов называется биология .Биология — это область науки, целью которой является изучение структуры, функций, распределения и эволюции живых существ.

Определение организма

Организм определяется как сущность, имеющая жизнь. И живые, и неживые существа в основном состоят из молекул. Однако живое существо можно отличить от неодушевленного предмета по его отличительным характеристикам. Например, организм состоит из одной или нескольких клеток. Эта структура состоит из молекул, которые производятся биологическим путем и встречаются в природе.Такие молекулы получили название биомолекул . Примерами являются белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы. Эти биомолекулы могут организовываться в сложные частицы, которые, в свою очередь, могут образовывать субклеточные структуры. Эти субклеточные структуры содержатся внутри клетки. Клетка считается основной биологической единицей, поскольку каждое живое существо состоит как минимум из одной клетки.

Организм (определение биологии): живое существо, имеющее организованную структуру, способное реагировать на раздражители, воспроизводить, расти, адаптироваться и поддерживать гомеостаз. Этимология: термин «организм» происходит от греческого «органон», что означает «инструмент». Синонимы: форма жизни; живое существо; живое. См. Также: жизнь, прокариот, эукариот

Одним из важнейших субклеточных компонентов клетки является хромосома. Хромосома несет генетический материал. У бактерий и архей хромосома представляет собой кольцевую цепь ДНК. У людей и других высших форм организмов это нитевидная линейная цепь ДНК.

Часть ДНК, которая отвечает за физические и наследственные характеристики организма, называется геном . Гены кодируют аминокислоты, белки и молекулы РНК. Белки — одна из самых распространенных групп биомолекул. Многие из них представляют собой ферменты, катализирующие многие биологические процессы.

Изменения, связанные с геном, могут привести к мутациям. В результате могут возникнуть новые особенности. Хотя некоторые мутации могут быть летальными или вызывать пагубные последствия, существуют также определенные мутации, которые могут привести к положительным результатам.Мутации могут стимулировать эволюцию и естественный отбор. Приобретение новых черт в результате этих мутаций может быть полезным для выживания вида. Например, штамм бактерий, изначально восприимчивых к антибиотикам, может трансформироваться и стать устойчивым к антибиотикам, когда приобретет новые гены. В этом отношении организм, следовательно, способен к изменению (путем мутации) и адаптации.

Помимо ферментов, многие биологические реакции требуют энергии. Наиболее распространенной формой энергии, используемой живым существом, является АТФ, т.е.е. химическая энергия, используемая для подпитки различных биологических реакций. У растений и других фотосинтезирующих организмов световая энергия преобразуется в химическую энергию в процессе фотосинтеза. Другой способ производства энергии — клеточное дыхание. Клеточное дыхание — это клеточный процесс, в котором углеводы перерабатываются для производства химической энергии.

Организмы метаболизируются. Это означает, что они выполняют процессы, которые поддерживают их жизнь. Метаболические процессы включают рост, реакцию на раздражители, размножение, удаление отходов и биосинтез.Две формы метаболизма — анаболизм и катаболизм. Анаболизм включает в себя реакции, требующие энергии, которые приводят к накоплению биомолекул. И наоборот, катаболизм включает в себя процессы разрушения частиц на более простые молекулы. Живые существа осуществляют эти метаболические процессы организованным, систематизированным образом. У них есть разнообразные регуляторные механизмы, обеспечивающие поддержание и поддержание гомеостатических условий.
Организмы способны обнаруживать раздражители и реагировать на них.Они могут обнаруживать изменения в своей среде. У людей и других животных есть чувства, чтобы обнаруживать раздражители. Пять основных органов чувств — это зрение, обоняние, осязание, вкус и слух. Ответ имеет решающее значение для выживания. Например, отдельный организм может уйти от источника стимулов. Другие могут двинуться к нему.

Организмы могут воспроизводиться. Они могут дать начало другому подобному виду (виду). По сути, это можно сделать двумя способами: (1) половым размножением, то есть с участием гамет, или (2) путем бесполого размножения, т.е.е. воспроизведение без гамет. При бесполом размножении потомство является клоном родителя. При половом размножении потомство представляет собой новую особь, образованную объединением половых клеток.

Организмы проходят жизненные стадии. Потомство вырастет до зрелого возраста, что означает фазу, на которой оно также способно к воспроизводству. На клеточном уровне рост влечет за собой увеличение размера или увеличения числа. Увеличение размера клетки — это увеличение размера клетки по мере того, как она синтезирует и хранит биомолекулы.Увеличение количества влечет за собой увеличение количества клеток за счет клеточного деления.

Рекомендовано: Игральные карты Biochemi Macromolecule, с сайта Digitalworldbiology.com. Отличное занятие для изучения четырех основных групп биомолекул: жиров, углеводов, нуклеиновых кислот и белков.

Типы организмов

Существует множество способов классификации организмов. Узнайте ниже.

Прокариоты и эукариоты

Живые существа можно разделить на две основные группы: эукариоты и прокариоты.Выше показаны два типа ячеек. Эукариотическая клетка (слева) имеет ядро ​​и другие мембраносвязанные цитоплазматические структуры, в отличие от прокариотической клетки (справа), в которой они отсутствуют.

Ядро — это органелла, имеющая мембрану (называемую ядерной оболочкой), перфорированную отверстиями (называемыми ядерными порами ). Внутри ядра находится генетический материал и ядерные тела, взвешенные в нуклеоплазме. Нуклеоплазма — это материал протопласта внутри ядра.Эти ядерные структуры отсутствуют в прокариотической клетке.

Ядро эукариотической клетки — это место, где происходит репликация ДНК (процесс дублирования сегмента ДНК) и транскрипция (процесс, при котором продуцируется транскрипт мРНК). Наоборот, эти процессы происходят в цитоплазме прокариотической клетки. Наличие ядра разделяет генетический материал и эти процессы. Ядерная оболочка препятствует легкому проникновению молекул и тем самым регулирует прохождение молекул в ядро ​​и из него.Однако есть случай, когда ядро, по-видимому, , исчезает . Во время деления клетки ядерная оболочка распадается, позволяя хромосомам разделиться и перемещаться к противоположным полюсам, а затем восстанавливается, чтобы разделить генетический материал в каждой из двух новых клеток.

Помимо ядра, другие мембраносвязанные органеллы, обнаруженные в эукариотической клетке, которые не присутствуют в прокариотической клетке, — это митохондрии, пластиды, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы и эндосомы.Из-за наличия более крупных цитоплазматических структур эукариотическая клетка заметно больше прокариотической клетки.

Что общего между прокариотической клеткой и эукариотической клеткой, так это наличие генов, хранящих генетическую информацию. Рибосомы (цитоплазматические структуры, которые служат местом синтеза белка) также присутствуют в обоих типах клеток. Тем не менее, прокариотические рибосомы — это 70S (состоящие из 50S и 30S), тогда как эукариотические рибосомы — 80S (состоящие из 60S и 40S).И хотя рибосомы прокариот образуются в цитоплазме, процесс синтеза рибосом включает как цитоплазму, так и ядрышко ядра у эукариот.

Примерами прокариот являются бактерии и археи, тогда как эукариоты включают протистов, грибы, растения и животных.

Сравнение одноклеточных и многоклеточных

Организмы можно описать как одноклеточные (одноклеточные) или многоклеточные. Одноклеточные организмы — это организмы, состоящие только из одной клетки.Напротив, многоклеточных организмов состоят из множества клеток, которые действуют как единое целое, выполняющее определенную функцию. Примерами одноклеточных прокариот являются бактерии и археи, а одноклеточные эукариоты — протисты и некоторые грибы. Многоклеточные организмы включают растения и животных.

В многоклеточных организмах группа клеток составляет ткань. Клетки в ткани имеют аналогичную структуру и функции. Примерами тканей животных являются нервная ткань, мышечная ткань, сосудистая ткань и соединительная ткань.Что касается растений, примерами тканей являются меристематические ткани, постоянные ткани и репродуктивные ткани. Группа тканей, которые организованы в анатомическую единицу, называется биологическим органом . Примеры органов животных: сердце, легкие, мозг, желудок, кожа, поджелудочная железа, печень, кишечник, почки и половые органы. У растений органы — это корни, стебли, листья, цветы, плоды и семена.

У животных органы могут далее организовываться в систему органов .У человека и других позвоночных это следующие системы: покровная система, лимфатическая система, мышечная система, нервная система, репродуктивная система, дыхательная система, скелетная система, эндокринная система, иммунная система и мочевыделительная система. Каждая из этих систем выполняет определенную функцию. Например, пищеварительная система отвечает за переваривание пищи. Сердечно-сосудистая система предназначена для транспортировки биомолекул и веществ по всему телу. В то время как у многоклеточного живого существа есть отдельные системы для выполнения определенных задач, одноклеточный организм будет выполнять эти жизненные процессы как единое независимое целое.

Таксономическая классификация

Живые существа классифицируются по трем основным областям, как это было предложено Карлом Вёзе. Этими доменами являются археи, эубактерии (настоящие бактерии) и эукарии. Ниже домена находятся другие основные таксономические уровни: царство, тип, класс, отряд, семейство, род и вид.

Домен архей и домен эубактерий

Археи и эубактерии являются прокариотами, тогда как эукариотами являются эукариоты. Таким образом, как у архей, так и у эубактерий отсутствуют отдельные мембраносвязанные органеллы.Однако между ними есть тонкие различия, которые привели к их разделению на отдельные области. У архей есть гены и определенные метаболические пути, которые более тесно связаны с эукариотами, чем с эубактериями. Например, ферменты транскрипции и трансляции больше похожи на ферменты эукариот, чем на ферменты эубактерий. Таким образом, им предоставляется отдельная область, поскольку они имеют особенности, отличные от настоящих бактерий.

Домен Eucarya

Список живых организмов, принадлежащих домену Eucarya, выглядит следующим образом:

Протисты

Протисты — это живые существа, характеризующиеся относительно простой организацией.Некоторые из них одноклеточные, а другие многоклеточные. Другая группа протистов является колониальной, то есть они образуют колонию независимых клеток. Они живут в водных средах обитания и не имеют специальной организации тканей. Примерами являются звероподобные простейшие, растительные водоросли, грибковые простейшие, слизевики и водяные плесени.

Рисунок 1: Различные виды протистов. Предоставлено: библиотеки LibreTexts, CC BY-NC-SA 3.0.
Грибы

Грибы — это эукариоты, которые известны своим гетеротрофным режимом питания, поскольку им не хватает хлорофилла (пигмента, необходимого для фотосинтеза).Многие из них нитевидные. Нити, называемые гифами, представляют собой многоклеточные структуры, образующие мицелий. Они используют свои гифы для поглощения пищи. Они похожи на растения наличием клеточной стенки. Их способ размножения — образование спор. Тип спор, которые они производят (например, бесполые или половые ) используется в качестве основы для дальнейшей классификации их на совершенные грибы (производящие как бесполые, так и половые споры) или несовершенные грибы (производящие только бесполые споры). Примерами грибов являются дрожжи, ржавчина, вонючка, плесень, лепешки, плесень и грибы.

Рис. 2: Грибы включают гетеротрофных эукариот, которые обычно нитевидные, лишенные хлорофилла, с хитиновой клеточной стенкой и образующие споры.
Растения

Растения — многоклеточные фотосинтезирующие формы жизни. Одной из основных отличительных черт растений является наличие хлоропластов, содержащих системы хлорофилла, которые собирают световую энергию от источника света для преобразования в химическую энергию посредством фотосинтеза. Это автотрофные эукариоты. Они способны производить сахар (в пищу) из углекислого газа, воды и световой энергии.При фотосинтезе кислород является побочным продуктом. Через устьиц растение выделяет кислород в окружающую среду. Помимо хлоропластов, присутствуют другие пластиды — это хромопластов (пластиды, которые хранят пигменты) и лейкопластов, (непигментированные пластиды, используемые в основном для хранения пищи). Обычно самой крупной цитоплазматической структурой в растительной клетке является вакуоль, которая используется для осморегуляции и регулирования тургорного давления. Размножаются растения бесполым и половым путем.Бесполое размножение происходит за счет бутонизации, образования спор, фрагментации и бутонизации. Половое размножение включает мужские и женские гаметы. В частности, у трахеофитов есть жизненный цикл, состоящий из чередующихся фаз спорофита и гаметофита.

Рисунок 3: Различные типы растений
Животные

Животные — это многоклеточные эукариоты. Клетки в ткани соединяются через межклеточных соединений (например, плотные соединения, щелевые соединения и десмосомы). Отсутствие в них хлоропластов (и зеленого пигмента хлорофилла) делает их неспособными к фотосинтезу.Таким образом, они полагаются на другие организмы для пропитания. Таким образом, животные, как и грибы, тоже гетеротрофны. У них могут отсутствовать клеточные стенки, но у них есть скелетная система, обеспечивающая структурную поддержку. Они также обладают органами чувств, такими как глаза, нос, кожа, уши и язык, для обнаружения раздражителей. Сенсорная информация передается в мозг для обработки. Ответ может быть ретранслирован в целевую соту, например другой нерв или мышца, вызывающие действие. Большинство животных размножаются половым путем.Гаплоидная мужская гамета соединяется с гаплоидной женской гаметой, образуя диплоидную зиготу. Животные дышат, набирая кислород на вдохе, а затем выделяя углекислый газ на выдохе.

Рисунок 4: Животные — многоклеточные эукариотические организмы Королевства Животных.

Вирусы и вироиды

Вопрос о том, являются ли вирусы организмами или нет, является предметом споров. Подобно живым существам, вирусы имеют генетический материал. Однако очевидно, что они живы только тогда, когда находятся внутри хозяина.В противном случае они биологически неактивны. Когда они активны, они используют биологические механизмы хозяина, особенно для репликации. Помимо вирусов, еще одним примером бесклеточной сущности являются вироиды. Они кажутся живыми, поскольку являются патогенными. Они также содержат генетический материал (например, короткую цепь РНК).

Рисунок 5: Иллюстрация структуры вируса. ДНК (красный) содержится внутри капсида (синий). Внешний слой, усеянный молекулами белка (желтый), окружает всю структуру.

Строение организма

Одноклеточный или многоклеточный организм состоит из основной единицы жизни — клетки. Как упоминалось ранее, клетка — это фундаментальная единица всего живого. Это мембраносвязанная структура, содержащая различные цитоплазматические структуры. Прокариоты и одноклеточные эукариоты могут существовать как функционально независимые единицы жизни. И наоборот, у многоклеточных эукариот есть несколько клеток, которые действуют как единое целое, выполняя определенную функцию.

Живая клетка содержит протопласт, заключенный в плазматическую мембрану. Протопласт содержит цитозоль и цитоплазматические структуры, такие как органеллы и включения. У эукариот основные органеллы включают ядро, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, митохондрии и хлоропласты. Каждая из этих органелл специализируется на выполнении определенной задачи. Например, ядро ​​ является центром управления клеткой. Гены внутри ядра несут коды , которые определяют последовательность аминокислот и белков.

Когда клетке нужен определенный белок, кодирующий его ген открывает , чтобы создать транскрипт (мРНК). Позднее транскрипт транслируется в рибосоме, прикрепленной к эндоплазматическому ретикулуму, так что вновь продуцируемый белок претерпевает созревание внутри эндоплазматического ретикулума. Когда это сделано, белок направляется в аппарат Гольджи для метки . Метка определяет, куда будет идти белок в следующий раз, то есть для транспортировки за пределы клетки или внутри нее.

Митохондрия (во множественном числе: митохондрии) представляет собой полуавтономную органеллу, которая отвечает за выработку АТФ (посредством цикла лимонной кислоты и путей окислительного фосфорилирования). Это полуавтономная органелла, потому что у нее есть собственный генетический материал. Точно так же хлоропласт, который в основном предназначен для фотосинтеза, также является полуавтономным, потому что у него есть собственная ДНК. Эти внеядерные ДНК отличаются от ядерной ДНК. Фактически, он используется в качестве основы в теории эндосимбиотиков .Согласно этой теории, эти полуавтономные органеллы, вероятно, являются ранними прокариотами, которые были поглощены более крупной клеткой. В конце концов, прокариот внутри большой клетки адаптировался и стал жить в симбиозе со своим хозяином.

Эволюция организмов

Рисунок 6: Филогенетическое древо

Эдиакарский период — один из самых известных геологических периодов. В этот период произошел всплеск жизни одноклеточных и многоклеточных организмов.

До сих пор неясно, как началась жизнь.Существует несколько теорий, объясняющих, как возникла жизнь на Земле. Например, в Abiogenesis предполагается, что жизнь возникла из неживой материи, и процесс, который заставил ее произойти, вероятно, занял несколько миллиардов лет.

Первобытная земля изображена как исконный суп. Его сравнивали с супом, потому что Земля могла быть водной средой обитания, содержащей различные соединения, особенно РНК.

Согласно гипотезе мира РНК, предполагается, что изначальная жизнь была основана на РНК.Это потому, что РНК — это молекула, которая может действовать как генетический материал и в то же время как катализатор. Недавно НАСА высказало предположение, что метеориты, упавшие на Землю из космоса, могли быть источником строительных блоков РНК (а также ДНК). Это предположение связано с азотистыми основаниями, которые они нашли в метеоритах. (Ссылка 1) Это могло означать, что самые ранние организмы не имели органелл и, следовательно, были прокариотами.

Органеллы, вероятно, возникли в результате симбиоза между меньшей и большей клеткой.Меньшая клетка могла трансформироваться в полуавтономные органеллы, такие как митохондрия или хлоропласт. Одним из контрольных признаков того, что это может быть правдой, является сходство рибосом 70S митохондрий с рибосомами прокариот.

Гипотетический первобытный организм, откуда произошла вся жизнь на Земле, упоминается как Последний всеобщий общий предок (LUCA). Этот общий предок мог существовать от 3,5 до 3,8 миллиарда лет назад (палеоархейская эпоха). (Ссылка 2, 3)

Диаграмма, называемая эволюционным деревом (также известное как древо жизни), может быть полезным инструментом в изучении филогенетических отношений. Как организмы переходили из одной формы в другую, можно судить по ветвям дерева. С его помощью можно также отследить и идентифицировать общее происхождение организмов. Отслеживание эволюционного курса всего живого приведет к LUCA. Однако не все ученые поддерживают эту теорию. Например, Жан-Батист Ламарк опроверг эту теорию.Он верил в жизнь, возникающую не из одного, а из многих. (Ссылка 4)

Многоклеточные организмы могли появиться около 600 миллионов лет назад. В геологической истории происходили циклические всплески жизни и массовые вымирания. Один из заметных взрывов жизни произошел в эдиакарский период. Предполагается, что эдиакарская биота состоит из одноклеточных и многоклеточных живых существ. Еще один всплеск жизни произошел в кембрийский период (около 541 миллиона лет назад).В 2016 году количество видов, населяющих Землю, оценивается примерно в 1 триллион. (Ссылка 5)

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест и узнать, что вы узнали об организмах.

Следующий

Тем и понятий биологии

Свойства жизни

Ключевые характеристики или функции живых существ — это порядок, стимулы, размножение, рост / развитие, регуляция, гомеостаз и энергия.

Цели обучения

Опишите свойства жизни

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Порядок может включать в себя высокоорганизованные структуры, такие как клетки, ткани, органы и системы органов.
  • Взаимодействие с окружающей средой проявляется в ответ на раздражители.
  • Способность воспроизводить, расти и развиваться — определяющие черты жизни.
  • Концепции биологической регуляции и поддержания гомеостаза являются ключом к выживанию и определяют основные свойства жизни.
  • Организмы используют энергию для поддержания своих метаболических процессов.
  • Популяции организмов развиваются, чтобы произвести индивидуумов, адаптированных к своей конкретной среде.
Ключевые термины
  • фототаксис : Движение организма к источнику света или от него
  • ген : единица наследственности; функциональные единицы хромосом, которые определяют конкретные характеристики путем кодирования определенных белков
  • хемотаксис : движение клетки или организма в ответ на химический стимулятор

Многоклеточные организмы : Жаба представляет собой высокоорганизованную структуру, состоящую из клеток, тканей, органов и систем органов.

Свойства жизни

Все живые организмы обладают несколькими ключевыми характеристиками или функциями: порядок, чувствительность или реакция на окружающую среду, размножение, рост и развитие, регуляция, гомеостаз и переработка энергии. Вместе эти восемь характеристик определяют жизнь.

Заказать

Организмы — это высокоорганизованные, скоординированные структуры, состоящие из одной или нескольких клеток. Даже очень простые одноклеточные организмы чрезвычайно сложны: внутри каждой клетки атомы составляют молекулы; они, в свою очередь, составляют клеточные органеллы и другие клеточные включения.В многоклеточных организмах подобные клетки образуют ткани. Ткани, в свою очередь, вместе создают органы (структуры тела с определенной функцией). Органы работают вместе, образуя системы органов.

Реакция на стимулы : Листья этого чувствительного растения (Mimosa pudica) мгновенно опадают и складываются при прикосновении. Через несколько минут растение приходит в норму.

Чувствительность или реакция на стимулы

Организмы могут реагировать на различные раздражители. Например, растения могут расти к источнику света, взбираться на заборы и стены или реагировать на прикосновения.Даже крошечные бактерии могут двигаться к химическим веществам или от них (процесс, называемый хемотаксисом) или свету (фототаксис). Движение к стимулу считается положительной реакцией, а движение от стимула — отрицательной.

Репродукция

Одноклеточные организмы размножаются путем первого дублирования своей ДНК. Затем они делят его поровну, поскольку клетка готовится к делению с образованием двух новых клеток. Многоклеточные организмы часто производят специализированные репродуктивные клетки зародышевой линии, из которых формируются новые особи.Когда происходит размножение, гены, содержащие ДНК, передаются потомству организма. Эти гены гарантируют, что потомство будет принадлежать к одному виду и иметь схожие характеристики, такие как размер и форма.

Размножение : Хотя нет двух одинаковых котят, эти котята унаследовали гены от обоих родителей и обладают многими схожими характеристиками.

Рост и развитие

Все организмы растут и развиваются в соответствии с конкретными инструкциями, закодированными их генами.Эти гены предоставляют инструкции, которые будут управлять клеточным ростом и развитием, гарантируя, что детеныши вида вырастут и будут демонстрировать многие из тех же характеристик, что и его родители.

Постановление

Даже самые маленькие организмы сложны и требуют множества регуляторных механизмов для координации внутренних функций, реагирования на раздражители и преодоления стрессов окружающей среды. Два примера внутренних функций, регулируемых в организме, — это транспорт питательных веществ и кровоток. Органы (группы тканей, работающих вместе) выполняют определенные функции, такие как перенос кислорода по всему телу, удаление отходов, доставка питательных веществ к каждой клетке и охлаждение тела.

Гомеостаз : Белые медведи (Ursus maritimus) и другие млекопитающие, живущие в покрытых льдом регионах, поддерживают температуру своего тела, выделяя тепло и уменьшая потери тепла через густой мех и плотный слой жира под кожей.

Гомеостаз

Для правильного функционирования клетки должны иметь соответствующие условия, такие как правильная температура, pH и соответствующая концентрация различных химических веществ. Однако эти условия могут меняться от одного момента к другому.Организмы способны поддерживать внутренние условия в узком диапазоне почти постоянно, несмотря на изменения окружающей среды, благодаря гомеостазу (буквально «устойчивое состояние») — способности организма поддерживать постоянные внутренние условия. Например, организму необходимо регулировать температуру тела с помощью процесса, известного как терморегуляция. Организмы, обитающие в холодном климате, такие как белый медведь, имеют структуру тела, которая помогает им выдерживать низкие температуры и сохранять тепло тела. Структуры, которые помогают в этом типе изоляции, включают мех, перья, жир и жир.В жарком климате у организмов есть методы (например, потоотделение у людей или одышка у собак), которые помогают им отводить избыточное тепло тела.

Обработка энергии : Калифорнийский кондор (Gymnogyps californianus) использует химическую энергию, полученную из пищи, для обеспечения полета.

Энергетика

Все организмы используют источник энергии для своей метаболической деятельности. Некоторые организмы улавливают энергию солнца и превращают ее в химическую энергию в пище; другие используют химическую энергию в молекулах, которые они принимают в пищу.

Адаптация у плоскохвостой рогатой ящерицы : Эта ящерица демонстрирует сплющенное тело и окраску, которая помогает маскировать его; оба эти свойства являются адаптивными, помогая ей избегать хищников.

Evolution

По мере того, как популяция организмов взаимодействует с окружающей средой, особи с чертами, способствующими воспроизводству и выживанию в этой конкретной среде, оставляют больше потомства. Со временем эти полезные черты (так называемые адаптации) станут более распространенными среди населения.Этот процесс, изменяющийся во времени, называется эволюцией, и это один из процессов, которые объясняют разнообразие видов, наблюдаемых в биологии. Адаптации помогают организмам выжить в своих экологических нишах, и адаптивные черты могут быть структурными, поведенческими или физиологическими; как таковые адаптации часто связаны с другими свойствами организмов, такими как гомеостаз, размножение, рост и развитие.

Уровни организации живых существ

Биологические уровни организации варьируются от отдельной органеллы до биосферы в виде высоко структурированной иерархии.

Цели обучения

Опишите биологические уровни организации от наименьшего до наивысшего.

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Атом — самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Связь по крайней мере двух атомов или более образуют молекулы.
  • Простейший уровень организации живых существ — это отдельная органелла, состоящая из агрегатов макромолекул.
  • Высший уровень организации живых существ — биосфера; он охватывает все остальные уровни.
  • Биологические уровни организации живых существ, от простейших до наиболее сложных, включают: органеллы, клетки, ткани, органы, системы органов, организмы, популяции, сообщества, экосистемы и биосфера.
Ключевые термины
  • молекула : Наименьшая частица определенного соединения, которая сохраняет химические свойства этого соединения; два или более атомов, удерживаемых вместе химическими связями.
  • макромолекула : очень большая молекула, особенно используемая в отношении крупных биологических полимеров (например,г. нуклеиновые кислоты и белки)
  • полимеризация : Химический процесс, обычно с помощью катализатора, с целью образования полимера путем связывания нескольких идентичных звеньев (мономеров).

Уровни организации живых существ

Живые существа высокоорганизованы и структурированы в соответствии с иерархией, которую можно исследовать в масштабе от мала до велика. Атом — самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Он состоит из ядра, окруженного электронами.Атомы образуют молекулы, которые представляют собой химические структуры, состоящие по крайней мере из двух атомов, удерживаемых вместе одной или несколькими химическими связями. Многие молекулы, которые имеют биологическое значение, представляют собой макромолекулы, большие молекулы, которые обычно образуются в результате полимеризации (полимер — это большая молекула, которая образуется путем объединения более мелких звеньев, называемых мономерами, которые проще макромолекул). Примером макромолекулы является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая содержит инструкции по структуре и функционированию всех живых организмов.

ДНК : Все молекулы, включая эту молекулу ДНК, состоят из атомов.

От органелл к биосферам

Макромолекулы могут образовывать агрегаты внутри клетки, окруженные мембранами; их называют органеллами. Органеллы — это небольшие структуры, существующие внутри клеток. Примеры из них: митохондрии и хлоропласты, которые выполняют незаменимые функции. Митохондрии производят энергию для питания клетки, а хлоропласты позволяют зеленым растениям использовать энергию солнечного света для производства сахаров.Все живые существа состоят из клеток, и сама клетка является наименьшей фундаментальной единицей структуры и функций в живых организмах. (Это требование является причиной того, почему вирусы не считаются живыми: они не состоят из клеток. Чтобы создать новые вирусы, они должны вторгнуться и захватить репродуктивный механизм живой клетки; только тогда они могут получить материалы, необходимые для воспроизводства.) Некоторые организмы состоят из одной клетки, а другие являются многоклеточными. Клетки подразделяются на прокариотические и эукариотические.Прокариоты — это одноклеточные или колониальные организмы, не имеющие ядер, связанных с мембраной; напротив, клетки эукариот действительно имеют мембраносвязанные органеллы и мембраносвязанное ядро.

В более крупных организмах клетки объединяются в ткани, которые представляют собой группы похожих клеток, выполняющих аналогичные или связанные функции. Органы — это совокупность тканей, сгруппированных вместе, выполняющих общую функцию. Органы есть не только у животных, но и у растений. Система органов — это более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов.У млекопитающих много систем органов. Например, кровеносная система транспортирует кровь по телу в легкие и из них; он включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды. Более того, организмы — это индивидуальные живые существа. Например, каждое дерево в лесу — это организм. Одноклеточные прокариоты и одноклеточные эукариоты также считаются организмами и обычно называются микроорганизмами.

Все особи вида, живущие на определенной территории, вместе называются популяцией.Например, в лесу может быть много сосен. Все эти сосны представляют собой популяцию сосен в этом лесу. На одной и той же территории могут проживать разные группы населения. Например, сосновый лес включает популяции цветковых растений, а также популяции насекомых и микробов. Сообщество — это сумма популяций, населяющих определенную территорию. Например, все деревья, цветы, насекомые и другие популяции в лесу образуют лесное сообщество. Сам лес — это экосистема.Экосистема состоит из всех живых существ в определенной области вместе с абиотическими, неживыми частями этой среды, такими как азот в почве или дождевая вода. На самом высоком уровне организации биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет собой зоны жизни на Земле. Он включает землю, воду и даже в определенной степени атмосферу. Взятые вместе, все эти уровни составляют биологические уровни организации, которые варьируются от органелл до биосферы.

Биологические уровни организации : Биологические уровни организации живых существ следуют иерархии, подобной показанной. От отдельной органеллы до всей биосферы живые организмы являются частью высоко структурированной иерархии.

Разнообразие жизни

Разнообразие жизни можно классифицировать по трем основным областям (бактерии, эукарии и археи) с использованием филогенетических деревьев.

Цели обучения

Признать три основных домена, используемых для классификации

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Три основных домена жизни включают в себя: доменные бактерии, доменные эукарии и доменные археи.
  • Доменные бактерии
  • и доменные археи включают прокариотические клетки, у которых отсутствуют заключенные в мембраны ядра и органеллы.
  • Домен
  • Eukarya включает эукариот и более сложные организмы, содержащие мембраносвязанные ядра и органеллы.
  • Карл Вёзе определил археи как новую область и построил филогенетическое древо жизни, которое показывает разделение всех живых организмов.
  • Филогенетическое древо жизни было построено Карлом Вёзе с использованием данных секвенирования генов рибосомной РНК.Таким образом, генетическая классификация превзошла морфологическую каталогизацию, которая была традиционным способом организации живых существ.
Ключевые термины
  • филогения : эволюционная история организма
  • экстремофил : организм, живущий в экстремальных условиях температуры, солености и т. Д .; коммерчески важен как источник ферментов, работающих в аналогичных условиях
  • ДНК : биополимер дезоксирибонуклеиновых кислот (тип нуклеиновой кислоты), который имеет четыре различные химические группы, называемые основаниями: аденин, гуанин, цитозин и тимин

Разнообразие жизни

Тот факт, что биология имеет такой широкий охват как наука, имеет отношение к огромному разнообразию жизни на Земле.Источником этого разнообразия является эволюция, процесс постепенного изменения, в ходе которого новые виды возникают из более старых видов. Эволюционные биологи изучают эволюцию живых существ во всем, от микроскопического мира до экосистем.

Эволюция различных форм жизни на Земле может быть представлена ​​в виде филогенетического дерева с использованием филогении. Филогенетическое дерево — это диаграмма, показывающая эволюционные отношения между биологическими видами, основанные на сходстве и различии генетических или физических признаков или того и другого.Филогенетическое дерево состоит из узлов и ветвей. Внутренние узлы представляют предков и являются точками эволюции, когда, основываясь на научных данных, считается, что предок разделился и образовал два новых вида. Длина каждой ветви пропорциональна времени, прошедшему с момента разделения.

Филогенетическое древо жизни : Это филогенетическое древо было построено микробиологом Карлом Вёзе с использованием данных, полученных при секвенировании генов рибосомной РНК. Дерево показывает разделение живых организмов на три области: бактерии, археи и эукарии.Бактерии и археи — это прокариоты, одноклеточные организмы, лишенные внутриклеточных органелл.

Карл Вёзе и филогенетическое древо

В прошлом биологи сгруппировали живые организмы в пять царств: животные, растения, грибы, простейшие и бактерии. Организационная схема была основана в основном на физических характеристиках, в отличие от физиологии, биохимии или молекулярной биологии, которые используются современной систематикой. Новаторская работа американского микробиолога Карла Вёзе в начале 1970-х годов показала, однако, что жизнь на Земле развивалась по трем линиям, которые теперь называются областями — бактерии, археи и эукарии.Первые два — это прокариотические клетки с микробами, у которых отсутствуют заключенные в мембраны ядра и органеллы. Третий домен содержит эукариот и включает одноклеточные микроорганизмы вместе с четырьмя исходными царствами (за исключением бактерий). Вёзе определил архей как новый домен, и это привело к созданию нового таксономического дерева. Многие организмы, принадлежащие к домену архей, живут в экстремальных условиях и называются экстремофилами. Чтобы построить свое дерево, Вёзе использовал генетические отношения, а не сходства, основанные на морфологии (форме).

Дерево Вёзе было построено на основе сравнительного секвенирования генов, которые универсально распределены, присутствуют в каждом организме и сохраняются (это означает, что эти гены практически не изменились на протяжении всей эволюции). Подход Вёзе был революционным, потому что сравнения физических характеристик недостаточно, чтобы различать прокариот, которые кажутся довольно похожими, несмотря на их огромное биохимическое разнообразие и генетическое разнообразие. Сравнение гомологичных последовательностей ДНК и РНК предоставило Вёзе чувствительное устройство, которое выявило обширную изменчивость прокариот и оправдало разделение прокариот на два домена: бактерии и археи.ДНК, универсальный генетический материал, содержит инструкции по структуре и функциям всех живых организмов и может быть разделена на гены, экспрессия которых варьируется между организмами. РНК, которая транскрибируется с ДНК, также варьируется между организмами в зависимости от экспрессии конкретных генов. Таким образом, изучение различий на этом молекулярном уровне дает более точное представление о существующем разнообразии.

1.1 Темы и концепции биологии — концепции биологии — 1-е канадское издание

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определить и описать свойства жизни
  • Опишите уровни организации среди живых существ
  • Перечислите примеры различных дисциплин биологии

Посмотрите видео об эволюции путем естественного отбора.

Биология — это наука, изучающая жизнь. Что такое жизнь? Это может показаться глупым вопросом с очевидным ответом, но дать определение жизни непросто. Например, раздел биологии, называемый вирусологией, изучает вирусы, которые проявляют одни характеристики живых существ, но не имеют других. Оказывается, хотя вирусы могут атаковать живые организмы, вызывать заболевания и даже воспроизводиться, они не соответствуют критериям, которые биологи используют для определения жизни.

С самого начала биология боролась с четырьмя вопросами: какие общие свойства делают что-то «живым»? Как функционируют эти различные живые существа? Столкнувшись с удивительным разнообразием жизни, как нам организовать различные виды организмов, чтобы лучше понять их? И, наконец, что в конечном итоге пытаются понять биологи, как возникло это разнообразие и как оно продолжается? Поскольку новые организмы открываются каждый день, биологи продолжают искать ответы на эти и другие вопросы.

Все группы живых организмов обладают множеством ключевых характеристик или функций: порядок, чувствительность или реакция на стимулы, размножение, адаптация, рост и развитие, регуляция, гомеостаз и обработка энергии. Вместе эти восемь характеристик определяют жизнь.

Заказать

Организмы — это высокоорганизованные структуры, состоящие из одной или нескольких клеток. Даже очень простые одноклеточные организмы чрезвычайно сложны. Внутри каждой ячейки атомы составляют молекулы.Они, в свою очередь, составляют клеточные компоненты или органеллы. Многоклеточные организмы, которые могут состоять из миллионов отдельных клеток, имеют преимущество перед одноклеточными в том, что их клетки могут быть специализированы для выполнения определенных функций и даже принесены в жертву в определенных ситуациях на благо всего организма в целом. Как эти специализированные клетки объединяются, чтобы сформировать такие органы, как сердце, легкие или кожа у таких организмов, как жаба, показанная на рисунке 1.2, будет обсуждаться позже.

Фигура 1.2 Жаба представляет собой высокоорганизованную структуру, состоящую из клеток, тканей, органов и систем органов.

Чувствительность или реакция на стимулы

Организмы реагируют на разнообразные раздражители. Например, растения могут наклоняться к источнику света или реагировать на прикосновения. Даже крошечные бактерии могут двигаться к химическим веществам или от них (процесс, называемый хемотаксисом) или свету (фототаксис). Движение к стимулу считается положительной реакцией, а движение от стимула — отрицательной.

Рис. 1.3. Листья этого чувствительного растения (Mimosa pudica) мгновенно опадают и складываются при прикосновении. Через несколько минут растение возвращается в нормальное состояние.

Концепция в действии


Посмотрите это видео, чтобы увидеть, как чувствительное растение реагирует на прикосновение.

Репродукция

Одноклеточные организмы воспроизводятся, сначала дублируя свою ДНК, которая является генетическим материалом, а затем деля его поровну, когда клетка готовится к делению с образованием двух новых клеток.Многие многоклеточные организмы (состоящие из более чем одной клетки) производят специализированные репродуктивные клетки, из которых формируются новые особи. Когда происходит размножение, ДНК, содержащая гены, передается потомству организма. Эти гены являются причиной того, что потомство будет принадлежать к одному виду и иметь характеристики, аналогичные родительским, такие как цвет меха и группа крови.

Адаптация

Все живые организмы «приспособлены» к окружающей среде. Биологи называют это приспособление адаптацией, и это следствие эволюции путем естественного отбора, который действует во всех родословных воспроизводящих организмов.Примеры приспособлений разнообразны и уникальны: от жаростойких архей, обитающих в кипящих горячих источниках, до длины языка нектарной моли, которая соответствует размеру цветка, которым она питается. Все адаптации усиливают репродуктивный потенциал человека, который их демонстрирует, включая их способность выживать и воспроизводить потомство. Адаптации непостоянны. По мере изменения окружающей среды естественный отбор заставляет характеристики особей в популяции отслеживать эти изменения.

Рост и развитие

Организмы растут и развиваются в соответствии с конкретными инструкциями, закодированными их генами. Эти гены предоставляют инструкции, которые будут управлять клеточным ростом и развитием, гарантируя, что детеныши вида вырастут и будут демонстрировать многие из тех же характеристик, что и его родители.

Рисунок 1.4 Несмотря на то, что нет двух одинаковых котят, эти котята унаследовали гены от обоих родителей и обладают многими схожими характеристиками.

Постановление

Даже самые маленькие организмы сложны и требуют множества регуляторных механизмов для координации внутренних функций, таких как транспорт питательных веществ, реакция на стимулы и преодоление стрессов окружающей среды.Например, системы органов, такие как пищеварительная или кровеносная системы, выполняют определенные функции, такие как перенос кислорода по всему телу, удаление отходов, доставка питательных веществ в каждую клетку и охлаждение тела.

Гомеостаз

Для правильного функционирования клеткам необходимы соответствующие условия, такие как правильная температура, pH и концентрация различных химических веществ. Однако эти условия могут меняться от одного момента к другому. Организмы способны поддерживать внутренние условия в узком диапазоне почти постоянно, несмотря на изменения окружающей среды, посредством процесса, называемого гомеостазом или «устойчивым состоянием» — способности организма поддерживать постоянные внутренние условия.Например, многие организмы регулируют температуру своего тела с помощью процесса, известного как терморегуляция. Организмы, обитающие в холодном климате, такие как белый медведь, имеют структуру тела, которая помогает им выдерживать низкие температуры и сохранять тепло тела. В жарком климате у организмов есть методы (например, потоотделение у людей или одышка у собак), которые помогают им отводить избыточное тепло тела.

Рис. 1.5 Белые медведи и другие млекопитающие, обитающие в покрытых льдом регионах, поддерживают температуру своего тела, выделяя тепло и уменьшая потери тепла через густой мех и плотный слой жира под кожей.

Энергетика

Все организмы (например, калифорнийский кондор, показанный на рис. 1.6) используют источник энергии для своей метаболической активности. Некоторые организмы улавливают энергию солнца и превращают ее в химическую энергию в пище; другие используют химическую энергию поглощаемых молекул.

Рис. 1.6 Калифорнийскому кондору требуется много энергии для полета. Химическая энергия, получаемая из пищи, используется для полета. Калифорнийские кондоры — вымирающий вид; Ученые постарались прикрепить к каждой птице бирку с крыльями, чтобы помочь им идентифицировать и определить местонахождение каждой отдельной птицы.

Живые существа высокоорганизованы и структурированы, следуя иерархии от малого до большого. Атом — самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Он состоит из ядра, окруженного электронами. Атомы образуют молекулы. Молекула представляет собой химическую структуру, состоящую по крайней мере из двух атомов, скрепленных химической связью. Многие молекулы, которые имеют биологическое значение, представляют собой макромолекул , большие молекулы, которые обычно образуются путем объединения более мелких единиц, называемых мономерами.Примером макромолекулы является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая содержит инструкции для функционирования организма, который ее содержит.

Рис. 1.7. Молекула, как и эта большая молекула ДНК, состоит из атомов.

Концепция в действии


Чтобы увидеть анимацию этой молекулы ДНК, щелкните здесь.

Некоторые клетки содержат агрегаты макромолекул, окруженные мембранами; их называют органеллами. Органеллы — это небольшие структуры, которые существуют внутри клеток и выполняют специальные функции.Все живые существа состоят из клеток; Сама клетка — это наименьшая фундаментальная единица структуры и функции в живых организмах. (Это требование является причиной того, почему вирусы не считаются живыми: они не состоят из клеток. Чтобы создать новые вирусы, они должны вторгнуться и захватить живую клетку; только тогда они могут получить материалы, необходимые для воспроизводства.) Некоторые организмы состоят из одна клетка, а другие — многоклеточные. Клетки подразделяются на прокариотические и эукариотические. Прокариоты — это одноклеточные организмы, в которых отсутствуют органеллы, окруженные мембраной, и ядра, окруженные ядерными мембранами; напротив, клетки эукариот действительно имеют мембраносвязанные органеллы и ядра.

В большинстве многоклеточных организмов клетки объединяются в ткани, которые представляют собой группы похожих клеток, выполняющих одну и ту же функцию. Органы — это совокупность тканей, сгруппированных по общей функции. Органы есть не только у животных, но и у растений. Система органов — это более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов. Например, у позвоночных животных есть много систем органов, таких как система кровообращения, которая транспортирует кровь по всему телу, в легкие и из них; он включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды.Организмы — это индивидуальные живые существа. Например, каждое дерево в лесу — это организм. Одноклеточные прокариоты и одноклеточные эукариоты также считаются организмами и обычно называются микроорганизмами.

Рис. 1.8 Биология исследует все аспекты жизни, от атома до всей Земли.

Какое из следующих утверждений неверно?

  1. Ткани существуют внутри органов, которые существуют в системах органов.
  2. Сообщества существуют в популяциях, существующих в экосистемах.
  3. Органеллы существуют внутри клеток, которые существуют в тканях.
  4. Сообщества существуют в экосистемах, существующих в биосфере.

Все особи вида, живущие на определенной территории, вместе называются популяцией. Например, в лесу может быть много белых сосен. Все эти сосны представляют собой популяцию белых сосен в этом лесу. На одной и той же территории могут проживать разные группы населения. Например, сосновый лес включает популяции цветковых растений, а также популяции насекомых и микробов.Сообщество — это совокупность популяций, населяющих определенную территорию. Например, все деревья, цветы, насекомые и другие популяции в лесу образуют лесное сообщество. Сам лес — это экосистема. Экосистема состоит из всех живых существ в определенной области вместе с абиотическими или неживыми частями этой среды, такими как азот в почве или дождевая вода. На самом высоком уровне организации биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет собой зоны жизни на Земле.Он включает землю, воду и части атмосферы.

Биология имеет очень широкие масштабы, потому что на Земле существует огромное разнообразие форм жизни. Источником этого разнообразия является эволюция, процесс постепенного изменения, в ходе которого новые виды возникают из более старых видов. Эволюционные биологи изучают эволюцию живых существ во всем, от микроскопического мира до экосистем.

В 18 веке ученый Карл Линней впервые предложил организовать известные виды организмов в иерархическую таксономию.В этой системе виды, которые наиболее похожи друг на друга, объединяются в группу, известную как род. Более того, похожие роды (множественное число родов) объединяются в одну семью. Такое группирование продолжается до тех пор, пока все организмы не будут собраны в группы на самом высоком уровне. Текущая таксономическая система теперь имеет восемь уровней в своей иерархии, от низшего к высшему, а именно: вид, род, семейство, порядок, класс, тип, царство и домен. Таким образом, виды группируются внутри родов, роды — внутри семейств, семейства — внутри отрядов и т. Д.

Рис. 1.9. На этой диаграмме показаны уровни таксономической иерархии собаки, от самой широкой категории — домена до наиболее специфичных — видов.

Самый высокий уровень, домен, является относительно новым дополнением к системе с 1990-х годов. В настоящее время ученые признают три области жизни: эукарию, архей и бактерии. Домен Eukarya содержит организмы, у которых есть клетки с ядрами. Он включает в себя царства грибов, растений, животных и несколько царств протистов. Археи — это одноклеточные организмы без ядер, среди которых много экстремофилов, обитающих в суровых условиях, например, в горячих источниках.Бактерии — еще одна совершенно другая группа одноклеточных организмов без ядер. И археи, и бактерии — прокариоты, неофициальное название клеток без ядер. Осознание в 1990-х годах того, что некоторые «бактерии», ныне известные как археи, генетически и биохимически отличаются от других бактериальных клеток, как и от эукариот, послужило основанием для рекомендации разделить жизнь на три области. Это резкое изменение в наших знаниях о дереве жизни демонстрирует, что классификации не являются постоянными и изменятся, когда станет доступна новая информация.

В дополнение к иерархической таксономической системе Линней был первым, кто назвал организмы двумя уникальными именами, которые теперь называются биномиальной системой именования. До Линнея использование общих названий для обозначения организмов вызывало путаницу, поскольку в этих общих названиях существовали региональные различия. Биномиальные названия состоят из названия рода (которое пишется с большой буквы) и названия вида (все в нижнем регистре). При печати оба имени выделяются курсивом. Каждому виду дается уникальный бином, признанный во всем мире, так что ученый в любом месте может знать, о каком организме идет речь.Например, североамериканская голубая сойка известна под уникальным именем Cyanocitta cristata . Наш собственный вид — Homo sapiens .

Рисунок 1.10 Эти изображения представляют разные домены. Микрофотография, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает: (а) бактериальные клетки принадлежат к домену «Бактерии», а (б) экстремофилы, все вместе видимые в виде цветных матов в этом горячем источнике, принадлежат домену архей. И (c) подсолнечник, и (d) лев являются частью домена Eukarya.

Эволюция в действии

Карл Вёзе и филогенетическое древо

Эволюционные отношения различных форм жизни на Земле можно обобщить на филогенетическом дереве.Филогенетическое дерево — это диаграмма, показывающая эволюционные отношения между биологическими видами, основанные на сходстве и различии генетических или физических признаков или того и другого. Филогенетическое дерево состоит из точек ветвления или узлов и ветвей. Внутренние узлы представляют предков и являются точками эволюции, когда, основываясь на научных данных, считается, что предок разделился и образовал два новых вида. Длину каждой ветви можно рассматривать как оценку относительного времени.

В прошлом биологи сгруппировали живые организмы в пять царств: животные, растения, грибы, простейшие и бактерии.Новаторская работа американского микробиолога Карла Вёзе в начале 1970-х годов показала, однако, что жизнь на Земле развивалась по трем линиям, которые теперь называются областями — бактерии, археи и эукарии. Вёзе предложил домен как новый таксономический уровень, а архей как новый домен, чтобы отразить новое филогенетическое дерево. Многие организмы, принадлежащие к домену архей, живут в экстремальных условиях и называются экстремофилами. Чтобы построить свое дерево, Вёзе использовал генетические отношения, а не сходства, основанные на морфологии (форме).В филогенетических исследованиях использовались различные гены. Дерево Вёза было построено на основе сравнительного секвенирования универсально распределенных генов, обнаруженных в некоторых слегка измененных формах в каждом организме, сохраненных (это означает, что эти гены оставались лишь незначительно измененными на протяжении всей эволюции) и соответствующей длины.

Рис. 1.11 Это филогенетическое дерево было построено микробиологом Карлом Вёзе с использованием генетических родств. Дерево показывает разделение живых организмов на три области: бактерии, археи и эукарии.Бактерии и археи — это организмы без ядра или других органелл, окруженных мембраной, и поэтому они являются прокариотами.

Посмотреть видео о науке и медицине

Область биологии обширна и поэтому включает множество разделов и дисциплин. Биологи могут изучать одну из этих субдисциплин и работать в более узкой области. Например, молекулярная биология изучает биологические процессы на молекулярном уровне, включая взаимодействия между молекулами, такими как ДНК, РНК и белки, а также то, как они регулируются.Микробиология — это изучение структуры и функций микроорганизмов. Сама по себе это довольно обширная ветвь, и в зависимости от предмета исследования, в нее входят, в частности, физиологи-микробиологи, экологи и генетики.

Другая область биологических исследований, нейробиология, изучает биологию нервной системы, и хотя она считается разделом биологии, она также признана междисциплинарной областью исследований, известной как нейробиология. Из-за своей междисциплинарной природы эта дисциплина изучает различные функции нервной системы с использованием молекулярных, клеточных, связанных с развитием, медицинских и вычислительных подходов.

Рис. 1.12. Исследователи работают над раскопками окаменелостей динозавров на месте в Кастельоне, Испания.

Палеонтология, еще один раздел биологии, использует окаменелости для изучения истории жизни. Зоология и ботаника изучают животных и растения соответственно. Биологи также могут специализироваться как биотехнологи, экологи или физиологи, и это лишь некоторые области. Биотехнологи применяют знания биологии для создания полезных продуктов. Экологи изучают взаимодействие организмов в окружающей их среде.Физиологи изучают работу клеток, тканей и органов. Это лишь небольшая часть из множества областей, которыми могут заниматься биологи. От нашего собственного тела до мира, в котором мы живем, открытия в биологии могут влиять на нас самым прямым и важным образом. Мы зависим от этих открытий для нашего здоровья, наших источников пищи и преимуществ, предоставляемых нашей экосистемой. Из-за этого знание биологии может помочь нам в принятии решений в нашей повседневной жизни.

Развитие технологий в двадцатом веке, которое продолжается и сегодня, особенно технология описания и манипулирования генетическим материалом, ДНК, изменила биологию.Эта трансформация позволит биологам продолжить более детальное понимание истории жизни, того, как устроено человеческое тело, нашего человеческого происхождения и того, как люди могут выжить как вид на этой планете, несмотря на стрессы, вызванные нашей растущей численностью. Биологи продолжают разгадывать огромные загадки жизни, предполагая, что мы только начали понимать жизнь на планете, ее историю и наши отношения с ней. По этой и другим причинам знания биологии, полученные с помощью этого учебника и других печатных и электронных средств массовой информации, должны быть полезны в любой области, в которой вы работаете.

Судмедэксперт

Судебная медицина — это применение науки для ответа на вопросы, связанные с законом. Судебными экспертами могут быть биологи, химики и биохимики. Судебно-медицинские эксперты предоставляют научные доказательства для использования в судах, и их работа включает изучение следов, связанных с преступлениями. За последние несколько лет интерес к судебной медицине возрос, возможно, из-за популярных телешоу, в которых судмедэксперты участвуют в работе.Кроме того, развитие молекулярных методов и создание баз данных ДНК обновили виды работы, которую могут выполнять судебно-медицинские эксперты. Их служебная деятельность в первую очередь связана с преступлениями против людей, такими как убийства, изнасилования и нападения. Их работа включает анализ таких образцов, как волосы, кровь и другие биологические жидкости, а также обработку ДНК, обнаруженной во многих различных средах и материалах. Судмедэксперты также анализируют другие биологические доказательства, оставленные на местах преступления, такие как части насекомых или пыльцевые зерна.Студенты, которые хотят продолжить карьеру в области судебной медицины, скорее всего, должны будут пройти курсы химии и биологии, а также некоторые интенсивные курсы математики.

Рис. 1.13. Этот судебно-медицинский эксперт работает в комнате для извлечения ДНК в Лаборатории уголовных расследований армии США.

Биология — наука о жизни. Все живые организмы обладают несколькими ключевыми свойствами, такими как порядок, чувствительность или реакция на раздражители, размножение, адаптация, рост и развитие, регуляция, гомеостаз и обработка энергии.Живые существа высокоорганизованы по иерархии, которая включает в себя атомы, молекулы, органеллы, клетки, ткани, органы и системы органов. Организмы, в свою очередь, подразделяются на популяции, сообщества, экосистемы и биосферу. Эволюция является источником огромного биологического разнообразия на Земле сегодня. Диаграмма, называемая филогенетическим деревом, может использоваться для демонстрации эволюционных взаимоотношений между организмами. Биология очень широка и включает в себя множество разделов и дисциплин. Примеры включают, среди прочего, молекулярную биологию, микробиологию, нейробиологию, зоологию и ботанику.

атом: основная единица вещества, которая не может быть разрушена с помощью обычных химических реакций

биология: изучение живых организмов и их взаимодействия друг с другом и окружающей их средой

биосфера: совокупность всех экосистем на Земле

клетка: наименьшая фундаментальная единица структуры и функций в живых существах

сообщество: совокупность населения, населяющая определенную территорию

экосистема: все живые существа в определенной области вместе с абиотическими, неживыми частями этой среды

эукариот: организм, клетки которого имеют ядра и мембраносвязанные органеллы

эволюция: процесс постепенного изменения популяции, который также может привести к появлению новых видов, происходящих от более старых видов

гомеостаз: способность организма поддерживать постоянные внутренние условия

макромолекула: большая молекула, обычно образованная путем соединения более мелких молекул

молекула: химическая структура, состоящая как минимум из двух атомов, удерживаемых вместе химической связью

орган: структура, состоящая из тканей, работающих вместе для выполнения общей функции

Система органов: более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов

органелла: мембраносвязанный отсек или мешок внутри клетки

организм: индивидуальное живое существо

филогенетическое дерево: диаграмма, показывающая эволюционные отношения между биологическими видами на основе сходства и различий в генетических или физических признаках или обоих

Население: все особи одного вида, живущие на определенной территории

прокариот: одноклеточный организм, не имеющий ядра или любой другой мембраносвязанной органеллы

ткань: группа аналогичных клеток, выполняющих одну и ту же функцию

Атрибуция в СМИ

Иерархическая модель живых организмов.Живые организмы моделируются как …

Контекст 1

… основное основополагающее предположение предлагаемой философии моделирования признает симбиотические отношения между потоками информации и энергии, необходимыми для преобразования материи, в качестве фундаментальной организующей силы, лежащей в основе наблюдаемая природа живых организмов. Возможны возможные связи между этим предположением и недавно предложенным подходом к изучению организационных явлений, который объединяет то, что эволюция потока материи / энергии в физической реальности проявляется как самоподобные, масштабно-инвариантные структуры и процессы, возникающие на всех уровнях. организационной иерархии 34.Из выдвинутого предположения можно сделать вывод, что к разработке биологически правдоподобных моделей живых организмов лучше всего подходить через представление биологических закономерностей с преднамеренным учетом потока информации и ограничений на производство, потребление, поток и доступность энергии. В результате, выходные модели должны быть архитектурно снабжены механизмами для интеграции многомасштабных представлений закономерностей, начиная от элементарных механизмов обработки информации ДНК, таких как репликация и транскрипция, до высокоуровневых функций Физиома.Биологическая правдоподобность полученных моделей может быть закреплена за счет проектирования с использованием стратегий интеграции, которые были задуманы на основе экспериментально наблюдаемых организационных ограничений на материальные, информационные и энергетические потоки соответственно. В следующих разделах будут исследованы концептуальные элементы предлагаемой философии моделирования и представлены некоторые практические стратегии их применения при разработке вычислительных моделей биологических процессов. Вычислительные модели живых организмов воплощают представления о знаниях о биологических закономерностях (биологических объектах и ​​процессах).Однако, в отличие от описательных знаний, вычислительные модели включают математический учет измерений времени и пространства, что позволяет создавать виртуальные модели живых организмов, пространственно-временную динамику которых можно моделировать с помощью компьютера. Многомасштабный характер биологических процессов, взаимодействующих в пределах живого организма, может потребовать для их моделирования иерархии разрешения представления знаний. В такой иерархии разрешающей способности модели на основе ODE более подходят, когда требуется мелкозернистое моделирование, чтобы зафиксировать наблюдаемое биологическое поведение, например, в случае метаболических реакций.С другой стороны, модели грубого зерна, основанные, например, на диаграммах состояний 44, могут быть адекватными для представления динамики состояний клеточного цикла. Модельная интеграция мелкозернистых и крупнозернистых представлений биологических закономерностей требует многомасштабной структуры, отражающей естественную организацию многоклеточных организмов, чей составной каркас включает основные элементы (углерод, кислород, азот), нуклеотиды (аденин, цитозин, гуанин, тимин). , Урацил), ДНК / РНК, белки, клетки, органы и системы.Такая многомасштабная структура может быть реализована с использованием многоуровневой архитектуры, где нижние уровни заполнены мелкозернистыми представлениями механистических процессов, связанных с хранением, чтением, репликацией информации (транскрипция, трансляция и репликация ДНК) и лежащими в основе биохимическими процессами. кинетика. С другой стороны, последовательные более высокие уровни будут заполнены все более грубыми представлениями биологических процессов более высокого уровня, связанных с соответствующими биологическими объектами по иерархии каркаса избирательного округа организмов.Результирующая вычислительная модель имеет несколько уровней, каждый из которых состоит из взаимодействующих вычислительных модулей (CM) для моделирования соответствующих биологических закономерностей с соответствующей степенью детализации в соответствии с иерархией разрешения модели, сформулированной выше (см. Рис. 2). В предлагаемой стратегии моделирования эффект организационных ограничений потока энергии, преобразования материи и потока информации в живых организмах реализуется через иерархическую обратную связь по состоянию между слоями вычислительной модели.В частности, вычислительные модули, представляющие генетические и эпигенетические программы развития, роста и воспроизводства, управляют динамикой состояния модели в соответствии с информационным содержанием ДНК (включая геномный импринтинг) живого организма. Динамика модели также ограничивается через иерархическую обратную связь состояния выходными данными CM, которые представляют процессы адаптации к давлению и ограничениям окружающей среды, которым подвергаются живые организмы, включая изменяющееся снабжение пищей, энергией, а также кислородом. как воздействие токсинов, патогенов и травм.Более того, иерархическая обратная связь состояния д. Обеспечивать естественный механизм структурной интеграции между CMs, такой как в случае связывания CMs, которые моделируют метаболические пути, и CMs более низкого уровня, которые моделируют генные сети, которые регулируют экспрессию соответствующих ферментов. Архитектура модели с ее встроенной иерархией разрешения представления знаний предназначена для отражения предположения, что живой организм может рассматриваться как система, многослойная по отношению к биологическим процессам, имеющим отношение к иерархии каркаса избирательного округа (Basic Chemical Element, Nu- клеотид, ДНК / РНК, белок, клетка, орган и система).Кроме того, предполагается, что каждый уровень такой системы воплощает сложность разной природы в том смысле, что для ее моделирования требуется набор вычислительных модулей, которые зависят от уровня в разрешении моделирования и лежащих в основе абстракций. Иерархия динамики (закономерностей), представленная с разной степенью детализации, является одним из определяющих элементов иерархических систем управления, которые часто квалифицируются как интеллектуальные 45, 46, 47, 48. Одним из принципов проектирования этих систем, созданных человеком, является использование высокоточных моделей управления для нижних уровней иерархии и использование интеллектуальных моделей принятия решений для более высоких уровней иерархии.В частности, дифференциальное исчисление используется для формулирования стратегий управления с желаемой точностью управления на самых низких уровнях системы, часто связанных с приведением в действие. Модели, использующие грубые рассуждения, такие как нечеткая логика, используются для высокоуровневого надзорного и управленческого контроля, которые принимают инструкции и команды из контекста повседневной человеческой реальности. Эту философию дизайна часто называют обратной зависимостью между интеллектом и точностью.Другими словами, нижние уровни иерархии реализуют высокоточное управление с ограниченной способностью к интеллектуальному принятию решений, тогда как более высокие уровни иерархии осуществляют интеллектуальное принятие решений с пониженной точностью управления. Применение этой философии проектирования к системам, спроектированным человеком, таким как поезда, самолеты и электростанции, дает поучительное представление об эффективности иерархических моделей управления и взаимосвязях между отдельными представлениями закономерностей, которые должны быть интегрированы в вычислительные модели этих систем.Предлагаемая многомасштабная модель биологических систем несет в себе значительную аналогию с успешно разработанными иерархическими системами управления. Выделенные параллели между инженерными и биологическими системами обеспечивают мотивацию для применения инструментов математической и вычислительной инженерии к разработке моделей живых организмов. Однако для того, чтобы эти модели были биологически правдоподобными, они должны адекватно учитывать биологическую сложность, возникающую в результате работы управляемых ДНК-информацией метаболических реакций, которые трансформируют материю и энергию, а также регулируемых генами биологических механизмов адаптации и устойчивости, которые поддерживают функции организма в условиях ограничений и давления окружающей среды.В конечном итоге полезные модели живых организмов должны быть биологически правдоподобными как по структуре, так и по поведению. В частности, такие модели должны усваивать причинные цепи биологических механизмов, которые приводят к наблюдаемым физиологическим и патологическим моделям поведения, представляющим интерес. Кроме того, компьютерное моделирование этих моделей должно демонстрировать ожидаемые физиологические и патологические сценарии поведения живого организма для конкретных условий окружающей среды и внутреннего состояния. Сценарии физиологического и патологического поведения могут быть определены на основе временного профиля измеряемых или наблюдаемых биологических переменных, которые передают физиологическую или патологическую информацию о живых организмах, такую ​​как концентрации метаболитов и белков, артериальное давление, размер поражения ткани, статус воспаления, количество антител, и количество вирусов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *