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Sammlung von Tschebyscheff zur Biologie. Praktischer Wert der Allgemeinen Biologie. Die Funktionen von Lipiden in der Zelle sind vielfältig

UDC
BBC
ISBN 5-89004-097-9
Tschebyschew N.
V., Grineva G.
G.
, Kosar M.
BEI.
, Gulenkov S.
UND.
Biologie (Lehrbuch). - M.: VUNMTs, 2000. - 592 p.
Lehrbuch für Studenten der medizinischen Universitäten "Biologie", Autoren N. V. Chebyshev,
G. G. Grineva, M. V. Kozar, S. I. Gulenkov, ist für Fakultäten für höhere Krankenpflegeausbildung und für das Studium von Biologiekursen an pharmazeutischen Fakultäten vorgesehen. Es richtet sich nach den Studiengängen dieser Fakultäten.
Das Lehrbuch kann im Studiengang Biologie an medizinischen Fakultäten und Hochschulen eingesetzt werden.
Das Lehrbuch enthält eine Einführung und sechs Abschnitte entsprechend dem Programm:
molekulargenetische Ebene der Lebensorganisation
zelluläre Ebene der Organisation des Lebens
organismische Ebene der Lebensorganisation
Bevölkerungsart Ebene der Organisation des Lebens
biozönotische Ebene der Lebensorganisation
biosphärische Ebene der Organisation des Lebendigen Das Lehrbuch ist an die Programme dieser Fakultäten angepasst und gut illustriert, was es den Studenten ermöglicht, den studierten Stoff besser zu beherrschen.
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Kapitel 1
ORGANISATION DES LEBENS AUF DER ERDE
1.1. Einführung in die Wissenschaft der Biologie
Biologie ist die Wissenschaft vom Leben (aus dem Griechischen. Bios - Leben, Logo - Wissenschaft) - untersucht die Lebensmuster und die Entwicklung von Lebewesen. Der Begriff „Biologie“ wurde von dem deutschen Botaniker G.R. Treviranus und der französische Naturforscher J.-B. Lamarck 1802 unabhängig.
Die Biologie gehört zu den Naturwissenschaften. Zweige der Naturwissenschaften Biologie lassen sich auf unterschiedliche Weise klassifizieren. In der Biologie werden die Wissenschaften beispielsweise nach Studienobjekten unterschieden: über Tiere - Zoologie; über Pflanzen - Botanik; Anatomie und Physiologie des Menschen als Grundlage der medizinischen Wissenschaft. Innerhalb jeder dieser Wissenschaften gibt es engere Disziplinen. In der Zoologie werden beispielsweise Protozoologie, Entomologie, Helminthologie und andere unterschieden.
Biologie ist in Disziplinen eingeteilt, die Morphologie studieren
(Struktur) und Physiologie (Funktionen) von Organismen. Die morphologischen Wissenschaften umfassen
z.B. Zytologie, Histologie, Anatomie. Physiologische Wissenschaften sind die Physiologie von Pflanzen, Tieren und Menschen.
Die moderne Biologie ist durch komplexe Wechselwirkungen mit anderen Wissenschaften (Chemie, Physik, Mathematik) und die Entstehung neuer komplexer Disziplinen gekennzeichnet.
Die Bedeutung der Biologie für die Medizin ist groß. Die Biologie ist die theoretische Grundlage der Medizin. Das glaubte schon der antike griechische Arzt Hippokrates (460-274 v. Chr.).
"Es ist wichtig, dass jeder Arzt die Natur versteht." Allgemeine biologische Verallgemeinerungen werden in allen theoretischen und praktischen medizinischen Wissenschaften verwendet.
Theoretische Forschung in verschiedenen Bereichen der Biologie,
ermöglichen die Verwendung der erhaltenen Daten in der praktischen Tätigkeit des medizinischen Personals. Zum Beispiel die Entdeckung der Struktur von Viren, Erregern von Infektionskrankheiten (Pocken, Masern, Influenza und andere) und Methoden ihrer Übertragung,
erlaubten es Wissenschaftlern, einen Impfstoff zu entwickeln, der die Ausbreitung dieser Krankheiten verhindert oder das Todesrisiko durch diese schweren Infektionen verringert.
1.2. DEFINITION DES LEBENS
Nach der Definition des Biologen M.V. Wolkenstein
(1965), „lebende Organismen sind offen, selbstregulierend,
selbstreproduzierende Systeme aus Biopolymeren – Proteinen und Nukleinsäuren. Energie fließt durch lebendige offene Systeme,
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Informationen, Substanz.
Lebende Organismen unterscheiden sich von nicht lebenden durch Merkmale, deren Gesamtheit ihre vitalen Manifestationen bestimmt.
1.3. HAUPTEIGENSCHAFTEN DES LEBENS
Zu den wichtigsten Eigenschaften von Lebewesen gehören:
1. Chemische Zusammensetzung. Lebewesen bestehen aus den gleichen chemischen Elementen wie nicht lebende, aber in Organismen gibt es Moleküle von Substanzen, die nur für Lebewesen charakteristisch sind (Nukleinsäuren, Proteine, Lipide).
2. Diskretion und Integrität . Jedes biologische System (Zelle,
Organismus, Art usw.) besteht aus separaten Teilen, d.h. diskret. Das Zusammenspiel dieser Teile bildet ein integrales System (zum Beispiel umfasst der Körper separate Organe, die strukturell und funktionell zu einem einzigen Ganzen verbunden sind).
3. Strukturelle Organisation . Lebende Systeme sind in der Lage, aus der chaotischen Bewegung von Molekülen Ordnung zu schaffen und bestimmte Strukturen zu bilden. Lebewesen zeichnen sich durch Ordnung in Raum und Zeit aus. Dies ist ein Komplex komplexer, selbstregulierender Stoffwechselprozesse, die in einer streng definierten Reihenfolge ablaufen und darauf abzielen, die Konstanz der inneren Umgebung - Homöostase - aufrechtzuerhalten.
4. Stoffwechsel und Energie . Lebende Organismen sind offene Systeme,
tauschen ständig Materie und Energie mit der Umgebung aus. Bei sich ändernden Umweltbedingungen findet nach dem Rückkopplungsprinzip eine Selbstregulation der Lebensprozesse statt, die darauf abzielt, die Konstanz der inneren Umgebung wiederherzustellen - Homöostase. Beispielsweise können Abfallprodukte eine starke und streng spezifische Hemmwirkung auf jene Enzyme haben, die das erste Glied in einer langen Reaktionskette darstellen.
5. Selbstspiel . Selbsterneuerung. Die Lebensdauer jedes biologischen Systems ist begrenzt. Um das Leben zu erhalten, findet ein Prozess der Selbstreproduktion statt, verbunden mit der Bildung neuer Moleküle und Strukturen,
tragen die genetische Information, die in DNA-Molekülen gefunden wird.
6. Vererbung. Das DNA-Molekül ist in der Lage, Erbinformationen zu speichern und weiterzugeben, dank des Matrixprinzips der Replikation,
Gewährleistung materieller Kontinuität zwischen den Generationen.
7. Variabilität. Bei der Übertragung von Erbinformationen kommt es manchmal zu verschiedenen Abweichungen, die zu einer Veränderung der Eigenschaften und Eigenschaften der Nachkommen führen. Wenn diese Veränderungen für das Leben günstig sind, können sie durch Selektion behoben werden.
8. Wachstum und Entwicklung. Organismen erben bestimmte genetische Informationen über die Möglichkeit, bestimmte Merkmale zu entwickeln. Die Realisierung von Informationen erfolgt während der individuellen Entwicklung - der Ontogenese. Auf der
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In einem bestimmten Stadium der Ontogenese erfolgt das Wachstum des Organismus, verbunden mit der Reproduktion von Molekülen, Zellen und anderen biologischen Strukturen. Wachstum geht mit Entwicklung einher.
9. Reizbarkeit und Bewegung . Alle Lebewesen reagieren aufgrund der Eigenschaft der Reizbarkeit selektiv auf äußere Einflüsse mit spezifischen Reaktionen. Organismen reagieren auf Reize mit Bewegung. Die Manifestation der Bewegungsform hängt von der Struktur des Organismus ab.
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2.1.1. ANORGANISCHE STOFFE
Wasser ist für die Durchführung von Lebensvorgängen in der Zelle notwendig. Seine Hauptfunktionen sind wie folgt:
1. Universelles Lösungsmittel.
2. Die Umgebung, in der biochemische Reaktionen stattfinden.
3. Bestimmt die physiologischen Eigenschaften der Zelle (seine Elastizität, Volumen).
4. Beteiligt sich an chemischen Reaktionen.
5. Hält durch seine hohe Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit das thermische Gleichgewicht der Zelle und des gesamten Organismus aufrecht.
6. Das Hauptmittel für den Transport von Stoffen. Mineralstoffe der Zelle liegen in Form von Ionen vor. Die wichtigsten dieser Kationen sind K
+
, N / A
+
, Ca
++
, mg
++
,
Anionen sind Cl
–
, NSO
3
–
, N
2
RO
4
–
Die Konzentration von Ionen in der Zelle und ihrer Umgebung ist nicht gleich.
So ist beispielsweise der Kaliumgehalt in Zellen zehnmal höher als im Interzellularraum. Natriumkationen hingegen sind zehnmal weniger in der Zelle als außerhalb.
Abnahme der K-Konzentration
+ in der Zelle führt zu einer Abnahme des darin enthaltenen Wassers, dessen Menge im Interzellularraum umso mehr zunimmt, je höher die Konzentration von Na in der Interzellularflüssigkeit ist
+
. Eine Abnahme der Natriumkationen im Interzellularraum führt zu einer Abnahme des Wassergehalts.
Die ungleichmäßige Verteilung von Kalium- und Natriumionen auf den Außen- und Innenseiten der Membranen von Nerven- und Muskelzellen bietet die Möglichkeit der Entstehung und Ausbreitung elektrischer Impulse.
Anionen schwacher Säuren innerhalb der Zelle tragen dazu bei, eine bestimmte Konzentration an Wasserstoffionen (pH) aufrechtzuerhalten. In der Zelle wird eine leicht alkalische Reaktion aufrechterhalten (рН=7,2).
2.1.2. 0 ORGANISCHE STOFFE
Organische Verbindungen bestehen aus vielen sich wiederholenden Elementen
(Monomere) und sind große Moleküle, die Polymere genannt werden. Zu
organische Polymermoleküle umfassen Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren.
2.1.2.1. Eichhörnchen
Proteine ​​sind hochmolekulare polymere organische Substanzen, die den Aufbau und die Lebenstätigkeit der Zelle und des gesamten Organismus bestimmen. Die Struktureinheit, das Monomer ihres Biopolymer-Moleküls, ist eine Aminosäure. BEI
20 Aminosäuren sind an der Bildung von Proteinen beteiligt. Die Zusammensetzung jedes Proteinmoleküls umfasst bestimmte Aminosäuren in dem für dieses Protein charakteristischen Mengenverhältnis und in der Reihenfolge der Anordnung in der Polypeptidkette.
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Die Aminosäure hat folgende Formel:
Zu den Aminosäuren gehören: NH
2
- Aminosäuregruppe, die basische Eigenschaften verleiht; COOH - Carboxylgruppe, hat saure Eigenschaften.
Aminosäuren unterscheiden sich durch ihre Reste - R. Aminosäuren -
amphotere Verbindungen, die in einem Eiweißmolekül über Peptidbindungen miteinander verbunden sind.
Schema der Aminosäurekondensation (Bildung der Primärstruktur eines Proteins)
Es gibt primäre, sekundäre, tertiäre und quaternäre Proteinstrukturen
(Abb. 2).
Reis. 2. Verschiedene Strukturen von Proteinmolekülen: / - primär, 2 - sekundär, 3 - Tertiär,
4 - quartär (am Beispiel von Bluthämoglobin).
Die Reihenfolge, Menge und Qualität der Aminosäuren, aus denen das Proteinmolekül besteht, bestimmen seine Primärstruktur (z. B. Insulin). Proteine ​​der Primärstruktur können sich mit Hilfe von Wasserstoffbrücken zu einer Spirale verbinden und eine Sekundärstruktur bilden (zB Keratin). Polypeptidketten,
sich in gewisser Weise zu einem kompakten Gebilde verdrehen, eine Kugel bilden
(Kugel), die die Tertiärstruktur des Proteins ist. Die meisten Proteine ​​haben eine Tertiärstruktur. Aminosäuren sind nur auf der Oberfläche des Kügelchens aktiv.
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Proteine, die eine globuläre Struktur haben, kommen zusammen, um eine Quartärstruktur zu bilden (z. B. Hämoglobin). Der Austausch einer Aminosäure führt zu einer Veränderung der Eigenschaften des Proteins.
Unter dem Einfluss von hohen Temperaturen, Säuren und anderen Faktoren werden komplexe Proteinmoleküle zerstört. Dieses Phänomen wird als Denaturierung bezeichnet. Wenn sich die Bedingungen verbessern, kann das denaturierte Protein seine Struktur wieder aufbauen, wenn seine Primärstruktur nicht zerstört wird. Dieser Vorgang wird als Renaturierung bezeichnet (Abb. 3).
Reis. 3. Proteindenaturierung.
Proteine ​​sind artspezifisch. Jede Tierart hat ihre eigenen Proteine.
Im selben Organismus hat jedes Gewebe seine eigenen Proteine ​​- das ist Gewebespezifität.
Organismen sind auch durch individuelle Spezifität von Proteinen gekennzeichnet.
Proteine ​​sind einfach und komplex. Einfache bestehen aus Aminosäuren,
B. Albumine, Globuline, Fibrinogen, Myosin usw. Komplexe Proteine ​​umfassen neben Aminosäuren auch andere organische Verbindungen, z. B.
Fette, Kohlenhydrate, Bildung von Lipoproteinen, Glykoproteinen und anderen.
Proteine ​​erfüllen folgende Funktionen:
enzymatisch (z. B. Amylase, baut Kohlenhydrate ab);
strukturell (zum Beispiel sind sie Teil von Zellmembranen);
Rezeptor (z. B. Rhodopsin, fördert besseres Sehen);
Transport (z. B. Hämoglobin, transportiert Sauerstoff oder Kohlendioxid);
schützend (z. B. Immunglobuline sind an der Bildung von Immunität beteiligt);
Motor (z. B. Aktin, Myosin, sind an der Kontraktion von Muskelfasern beteiligt);
hormonell (z. B. Insulin, wandelt Glukose in Glykogen um);
Energie (beim Aufspalten von 1 g Protein werden 4,2 kcal Energie freigesetzt).
2.1.2.2. Fette
Fette sind organische Verbindungen, die zusammen mit Proteinen und Kohlenhydraten
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müssen in den Zellen vorhanden sein. Sie gehören zu einer großen Gruppe organischer fettähnlicher Verbindungen, einer Klasse von Lipiden.
Fette sind Verbindungen aus Glycerin (dreiwertiger Alkohol) und hochmolekularen Fettsäuren (gesättigte z. B. Stearin-,
Palmitinsäure und ungesättigt, wie Ölsäure, Linolsäure und andere).
Das Verhältnis von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren bestimmt die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Fetten.
Fette sind in Wasser unlöslich, aber gut löslich in organischen Lösungsmitteln wie Ether.
Die Funktionen von Lipiden in der Zelle sind vielfältig:
strukturell (beteiligen Sie sich am Bau der Membran);
Energie (wenn der Körper 1 g Fett abbaut, werden 9,2 kcal Energie freigesetzt - 2,5-mal mehr als wenn die gleiche Menge Kohlenhydrate abgebaut wird);
schützend (vor Wärmeverlust, mechanischer Beschädigung);
Fett ist eine Quelle für endogenes Wasser (bei der Oxidation von Fett werden 11 g Wasser freigesetzt);
Regulation des Stoffwechsels
(z.B. Steroidhormone
-
Corticosteron usw.).
2.1.2.3. Kohlenhydrate
Kohlenhydrate sind eine große Gruppe organischer Verbindungen, aus denen lebende Zellen bestehen. Der Begriff „Kohlenhydrate“ wurde erstmals von einem einheimischen Wissenschaftler eingeführt
K. Schmidt in der Mitte des letzten Jahrhunderts (1844). Es spiegelt Vorstellungen über eine Gruppe von Substanzen wider, deren Molekül der allgemeinen Formel entspricht: C
n
(H
2
Ö)
n
- Kohlenstoff und Wasser.
Kohlenhydrate werden üblicherweise in 3 Gruppen eingeteilt: Monosaccharide (zum Beispiel Glukose,
Fruktose, Mannose), Oligosaccharide (enthalten 2 bis 10 Monosaccharidreste:
Saccharose, Lactose), Polysaccharide (hochmolekulare Verbindungen, z.
Glykogen, Stärke).
Funktionen von Kohlenhydraten:
1) Monosaccharide, die Primärprodukte der Photosynthese, dienen als Ausgangsstoffe für den Aufbau verschiedener organischer Substanzen;
2) Kohlenhydrate - weil bei der Zersetzung mit Sauerstoff wird mehr Energie freigesetzt als bei der Oxidation von Fett im gleichen Volumen Sauerstoff;
3) Schutzfunktion. Schleim, der von verschiedenen Drüsen abgesondert wird, enthält viele Kohlenhydrate und deren Derivate. Es schützt die Wände von Hohlorganen
(Bronchien, Magen, Darm) vor mechanischer Beschädigung.
Schleim besitzt antiseptische Eigenschaften und schützt den Körper vor dem Eindringen pathogener Bakterien.
4) Struktur- und Unterstützungsfunktionen. Komplexe Polysaccharide und ihre Derivate
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sind Teil der Plasmamembran, der Hülle von Pflanzen- und Bakterienzellen, des äußeren Skeletts von Arthropoden.
2.1.2.4. Nukleinsäuren
Nukleinsäuren sind DNA (Desoxyribonukleinsäure) und RNA
(Ribonukleinsäure).
2.1.2.4.1. Desoxyribonukleinsäure
DNA-Moleküle (Desoxyribonukleinsäure) sind die größten Biopolymere, ihr Monomer ist ein Nukleotid (Abb. 4). Es besteht aus Resten von drei Substanzen: einer stickstoffhaltigen Base, einem Kohlenhydrat, Desoxyribose und Phosphorsäure. Es gibt vier bekannte Nukleotide, die an der Bildung des DNA-Moleküls beteiligt sind.
Sie unterscheiden sich in stickstoffhaltigen Basen.
Die beiden stickstoffhaltigen Basen Cytosin und Thymin sind Pyrimidinderivate. Adenin und Guanin sind Purinderivate. Der Name jedes Nukleotids spiegelt den Namen der stickstoffhaltigen Base wider. Es gibt Nukleotide: Cytidyl (C),
Thymidyl (T), Adenyl (A), Guanyl (G).
Reis. vier. Diagramm der Nukleotidstruktur.
Die Verbindung von Nukleotiden in einem DNA-Strang erfolgt durch das Kohlenhydrat eines Nukleotids und den Phosphorsäurerest des benachbarten (Abb. 5).
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Reis. 5. Die Verbindung von Nukleotiden zu einer Polynukleotidkette.
Nach dem von J. Watson und F. Crick (1953) vorgeschlagenen DNA-Modell
Das DNA-Molekül besteht aus zwei spiralförmig umeinander gewickelten Strängen (Abb.
6). Beide Fäden sind zusammen um eine gemeinsame Achse verdrillt. Die beiden Stränge des Moleküls werden durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten, die zwischen ihren komplementären stickstoffhaltigen Basen auftreten. Adenin ist komplementär zu Thymin und Guanin ist komplementär zu Cytosin.
Zwischen Adenin und Thymin bestehen zwei Wasserstoffbrückenbindungen, zwischen Guanin und Cytosin drei (Abb. 7).
DNA befindet sich im Zellkern, wo sie zusammen mit Proteinen lineare Strukturen bildet - Chromosomen. Chromosomen sind während der Kernteilung unter dem Mikroskop deutlich sichtbar; in der Interphase werden sie entspiralisiert.
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Reis. 6. Schematische Darstellung der Struktur der DNA. Für eine vollständige Umdrehung der Spirale gibt es 10
Basenpaare (der Abstand zwischen benachbarten Basenpaaren beträgt 0,34 nm).
DNA findet sich in Mitochondrien und Plastiden (Chloroplasten und Leukoplasten), wo ihre Moleküle Ringstrukturen bilden. In den Zellen vornukleärer Organismen ist auch ringförmige DNA vorhanden.
DNA ist in der Lage, sich selbst zu verdoppeln (Reduplikation) (Abb. 8). Dies geschieht in einem bestimmten Abschnitt des Zelllebenszyklus, der als synthetisch bezeichnet wird.
Die Reduplikation ermöglicht es Ihnen, die Konstanz der DNA-Struktur aufrechtzuerhalten. Wenn unter dem Einfluss verschiedener Faktoren im Prozess der Replikation im DNA-Molekül
Änderungen treten in der Anzahl und Reihenfolge der Nukleotide auf, dann treten Mutationen auf.
Reis. 7. DNA (schematische Darstellung entfalteter Ketten).
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Reis. 8 . DNA-Duplikationsschema.
Die Hauptfunktion der DNA ist die Speicherung von Erbinformationen, die in der Sequenz von Nukleotiden enthalten sind, die ihr Molekül bilden, und die Übertragung dieser Informationen auf Tochterzellen.
Die Möglichkeit, Erbinformationen von Zelle zu Zelle zu übertragen, ergibt sich aus der Fähigkeit von Chromosomen, sich in Chromatiden mit anschließender Verdoppelung des DNA-Moleküls zu trennen.
Die DNA enthält alle Informationen über die Struktur und Aktivität von Zellen, über die Merkmale jeder Zelle und des Organismus als Ganzes. Diese Information wird genetisch genannt.
In einem Molekül
DNA codiert genetische Informationen über
Aminosäuresequenzen in einem Proteinmolekül. Der Abschnitt der DNA, der Informationen über eine Polypeptidkette enthält, wird als Gen bezeichnet. Die Übertragung und Umsetzung von Informationen erfolgt in der Zelle unter Beteiligung von Ribonukleinsäuren.
2.1.2.4.2. RNS
Es gibt mehrere Arten von Ribonukleinsäuren. Es gibt ein Ribosomal
Transport- und Boten-RNA. Ein RNA-Nukleotid besteht aus einer der stickstoffhaltigen Basen (Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil), einem Kohlenhydrat – Ribose und einem Phosphorsäurerest. RNA-Moleküle sind einzelsträngig.
Ribosomale RNA (rRNA) verbindet sich mit Proteinen zu Ribosomen.
rRNA macht 80 % aller RNA in einer Zelle aus. Die Proteinsynthese findet an Ribosomen statt.
Boten-RNA (i-RNA) macht 1 bis 10 % aller RNA in der Zelle aus.
Strukturell ist i-RNA komplementär zu einem Teil des DNA-Moleküls, der Informationen über die Synthese eines bestimmten Proteins trägt. Die Länge der mRNA hängt von der Länge des DNA-Abschnitts ab, aus dem die Information abgelesen wurde. I-RNA überträgt Informationen über die Proteinsynthese vom Zellkern zum Zytoplasma (Abb. 9).
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Reis. 9. Schema der i-RNA-Synthese.
Transfer-RNA (t-RNA) macht etwa 10 % aller RNA aus, hat eine kurze Nukleotidkette und befindet sich im Zytoplasma. T-RNA heftet bestimmte Aminosäuren an und bringt sie an den Ort der Proteinsynthese zu den Ribosomen. T-
RNA hat die Form eines Kleeblatts. An einem Ende befindet sich ein Triplett von Nukleotiden
(Anticodon), das für eine bestimmte Aminosäure kodiert. Am anderen Ende befindet sich ein Nukleotidtriplett, an das eine Aminosäure angehängt ist (Abb. 10).
Mit der Komplementarität des t-RNA-Tripletts (Anticodon) und des mRNA-Tripletts
(Codon) nimmt eine Aminosäure einen bestimmten Platz in einem Proteinmolekül ein.
Reis. zehn. tRNA-Schema.
RNA findet sich im Nukleolus, Zytoplasma, Ribosomen, Mitochondrien und Plastiden.
Es gibt eine andere Art von RNA in der Natur. Das ist virale RNA. Bei manchen Viren ist es
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erfüllt die Funktion der Speicherung und Übertragung von Erbinformationen. Bei anderen Viren übernimmt diese Funktion virale DNA.
2.1.2.4.3. ADENOSINTRIPHOSPHORSÄURE
Adenosinmonophosphorsäure (AMP) ist ein Bestandteil aller RNAs. Wenn zwei weitere Moleküle Phosphorsäure (H
3
RO
4
) AMP wird in Adenosintriphosphorsäure (ATP) umgewandelt und wird zu einer Energiequelle,
notwendig für biologische Prozesse in der Zelle.
Reis. elf. Die Struktur von ATP. Die Umwandlung von ATP in ADP (- - makroerge Bindung).
Reis. 12. Energieübertragung.
Schema der Energieübertragung unter Verwendung von ATP von Reaktionen, die Energie freisetzen (exotherme Reaktionen), zu Reaktionen, die diese Energie verbrauchen (endotherme Reaktionen). Die jüngsten Reaktionen sind sehr vielfältig:
Biosynthese, Muskelkontraktionen usw.
Adenosintriphosphorsäure (ATP) besteht aus einer stickstoffhaltigen Base -
Adenin, Zucker - Ribose und drei Phosphorsäurereste. ATP-Molekül
ist sehr instabil und kann ein oder zwei Phosphatmoleküle unter Freisetzung einer großen Energiemenge abspalten, die für die Sicherstellung aller lebenswichtigen Funktionen der Zelle (Biosynthese, Transmembrantransfer, Bewegung,
die Bildung eines elektrischen Impulses usw.). Die Bindungen im ATP-Molekül werden genannt
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makroergisch (Abb. 11, 12).
Die Abspaltung des endständigen Phosphats vom ATP-Molekül geht mit der Freisetzung von 40 kJ Energie einher.
Die ATP-Synthese findet in den Mitochondrien statt.
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Thema: Gegenstand und Aufgaben der Allgemeinen Biologie.

Vielfalt der lebendigen Welt.Organisationsebenen lebender Materie. Grundlegende Eigenschaften von Lebewesen.

Routing

Die Ziele des Studiums des Themas:

Lehrreich:

    die Relevanz biologischen Wissens aufzeigen, die Methoden der Wissenschaft berücksichtigen, die Bedeutung der allgemeinen Biologie und ihren Platz im System des biologischen Wissens identifizieren;

    die Essenz des Lebens zu enthüllen, den Unterschied zwischen lebendig und unbelebt;

    Heben Sie die Organisationsebenen der Lebenden hervor und zeigen Sie ihre enge Beziehung.

Entwicklung:

    die Fähigkeiten der Schüler zum selbstständigen Arbeiten mit pädagogischer Literatur zu entwickeln;

    dazu beitragen, das Interesse an der studierten Disziplin zu wecken;

    die Fähigkeit entwickeln, die Hauptidee auszuwählen, zu analysieren, zu vergleichen und Schlussfolgerungen zu ziehen

Lehrreich:

    die Bildung allgemeiner Vorstellungen der Schüler über das Leben, über die Unversehrtheit der Tierwelt;

    patriotische Erziehung am Beispiel des Lebens und Wirkens einheimischer Wissenschaftler, die sich mit den Methoden der allgemeinen Biologie befassen.

Unterrichtsart: neuen Stoff lernen.

Methoden: Gespräch, selbstständiges Arbeiten, Erklärung.

Intersubjektkommunikation. Chemie. Thema "Fachgebiet der organischen Chemie".

Materielle Unterstützung.

Visuelle Hilfen: Tabelle "Die Struktur der Zelle."

Handzettel: didaktische Karten mit Aufgaben, Tests nach Optionen.

Technische Mittel: Computer, Multimedia-Präsentationen, Bildungsanimationen.

Basisliteratur:

    Chebyshev N.V. Biologie: ein Lehrbuch für Studenten im Grundstudium. Prof.. Bildungsinstitutionen. M.: Verlagszentrum "Akademie", 2005.

    Kamensky A. A., Kriksunov E. A. Allgemeine Biologie. 10-11 Klasse. Lehrbuch für Bildungseinrichtungen.

Weiterführende Literatur:

    Lerner G.I. Allgemeine Biologie. Unterrichtstests und Aufgaben. – M.: Aquarium, 1998.

    Myagkova A.N., Kalinova G.S., Reznikova V.Z. Credits in der allgemeinen Biologie. – M.: Liste, 1999.

    Murtazin G.M. Aufgaben und Übungen zur Allgemeinen Biologie. – M.: Aufklärung, 1981.

    M. M. Bodnaruk "Unterhaltsame Materialien und Fakten zur allgemeinen Biologie in Fragen und Antworten." Wolgograd „Lehrer“ 2007

    S. G. Mamontov "Biologie für Gymnasiasten und Studienanfänger." Moskau, "Drofa" 2007

Der Schüler muss wissen: Existenzformen lebender Materie; grundlegende Eigenschaften von Lebewesen.

Der Schüler muss in der Lage sein: erklären die grundlegenden Eigenschaften lebender Materie als Ergebnis der Evolution.

Die Vielfalt der lebendigen Welt

Vielfalt der Struktur und Erscheinungsformen lebender Organismen. Organisationsebenen lebender Materie. Die Haupteigenschaften von Lebewesen: Merkmale der chemischen Zusammensetzung, Stoffwechsel, Vererbung, Variabilität, Wachstum und Entwicklung, Energieabhängigkeit, Diskretion, Selbstreproduktion, Rhythmus usw.

Der Beitrag der biologischen Wissenschaft zur Bildung eines wissenschaftlichen Weltbildes, der allgemeinen Kultur des Individuums, der Entwicklung der Volkswirtschaft.

Selbstständige Arbeit

    Arbeit mit Skripten;

    Arbeit mit zusätzlicher Literatur;

    Erstellung von Berichten: "Entwicklungsgeschichte der Biologie"

"Moderne Probleme der Menschheit, abhängig von der Entwicklung des biologischen Wissens"

Vorlesungsplan

1. Die Relevanz biologischen Wissens in der modernen Welt. Die Stellung der allgemeinen Biologie im System der Biowissenschaften.

2. Studienmethoden.

3. Der Begriff „Leben“ und die Eigenschaften des Lebendigen.

4. Organisationsebenen der Lebenden.

5. Praktischer Wert der Biologie.

    Die Relevanz biologischen Wissens in der modernen Welt.

BIOLOGIE ist die Wissenschaft des Lebens in all seinen Manifestationen und Mustern, die die lebendige Natur bestimmen. Sein Name entstand aus einer Kombination zweier griechischer Wörter: BIOS - Leben, LOGOS - Lehre. Diese Wissenschaft untersucht alle lebenden Organismen.

Der Begriff „Biologie“ wurde 1802 von dem französischen Wissenschaftler J. B. Lamarck in die wissenschaftliche Verbreitung eingeführt. Gegenstand der Biologie sind lebende Organismen (Pflanzen, Tiere, Pilze, Bakterien), ihre Struktur, Funktionen, Entwicklung, Entstehung, Beziehung zur Umwelt.

In der organischen Welt werden 5 Reiche unterschieden: Bakterien (Gras), Pflanzen, Tiere, Pilze, Viren. Diese lebenden Organismen werden jeweils von den Wissenschaften untersucht: Bakteriologie und Mikrobiologie, Botanik, Zoologie, Mykologie, Virologie. Jede dieser Wissenschaften ist in Abschnitte unterteilt. Die Zoologie umfasst zum Beispiel Entomologie, Theriologie, Ornithologie, Ichthyologie usw. Jede Tiergruppe wird nach einem Plan untersucht: Anatomie, Morphologie, Histologie, Zoogeographie, Ethologie usw. Neben diesen Bereichen kann man auch nennen: Biophysik, Biochemie, Biometrie, Zytologie, Histologie, Genetik, Ökologie, Züchtung, Weltraumbiologie, Gentechnik und viele andere.

Daher ist die moderne Biologie ein Komplex von Wissenschaften, die sich mit Lebewesen befassen.

Aber diese Differenzierung würde die Wissenschaft in eine Sackgasse führen, wenn es keine integrierende Wissenschaft gäbe - Allgemeine Biologie. Es vereint alle biologischen Wissenschaften auf theoretischer und praktischer Ebene.

    Was studiert Allgemeine Biologie?

Die Allgemeine Biologie untersucht die Muster des Lebens auf allen Ebenen seiner Organisation, die Mechanismen biologischer Prozesse und Phänomene, die Entwicklungswege der organischen Welt und ihre rationelle Nutzung.

    Was kann alle biologischen Wissenschaften vereinen?

Die allgemeine Biologie spielt eine vereinheitlichende Rolle im Wissenssystem über Wildtiere, da sie zuvor untersuchte Fakten systematisiert, deren Gesamtheit es ermöglicht, die Hauptmuster der organischen Welt zu identifizieren.

    Was ist der Zweck der allgemeinen Biologie?

Umsetzung einer angemessenen Nutzung, des Schutzes und der Vervielfältigung der Natur.

    Methoden für das Studium der Biologie.

Die wichtigsten Methoden der Biologie sind:

Überwachung(ermöglicht es Ihnen, biologische Phänomene zu beschreiben),

Vergleich(ermöglicht das Auffinden gemeinsamer Muster in der Struktur, dem Leben verschiedener Organismen),

experimentieren oder erleben(hilft dem Forscher, die Eigenschaften biologischer Objekte zu studieren),

Modellieren(viele Prozesse werden nachgeahmt, die einer direkten Beobachtung oder experimentellen Reproduktion nicht zugänglich sind),

historische Methode(ermöglicht auf der Grundlage von Daten über die moderne organische Welt und ihre Vergangenheit, die Entwicklungsprozesse der lebenden Natur zu kennen).

Die Allgemeine Biologie verwendet die Methoden anderer Wissenschaften und komplexe Methoden, mit denen Sie die Aufgaben studieren und lösen können.

    Paläontologische Methode oder morphologische Studienmethode. Die tiefe innere Ähnlichkeit von Organismen kann die Verwandtschaft der verglichenen Formen (Homologie, Organanalogie, rudimentäre Organe und Atavismen) zeigen.

    VERGLEICHEND - EIBRYOLOGISCH - Identifizierung der Keimbahnähnlichkeit, die Arbeit von K. Baer, ​​​​das Prinzip der Rekapitulation.

    KOMPLEX - Triple-Parallelismus-Methode.

    BIOGEOGRAPHIC - ermöglicht die Analyse des allgemeinen Verlaufs des Evolutionsprozesses auf verschiedenen Skalen (Vergleich von Flora und Fauna, Merkmale der Verbreitung naher Formen, Untersuchung von Reliktformen).

    POPULATION - ermöglicht es Ihnen, die Richtung der natürlichen Selektion zu erfassen, indem Sie die Verteilung von Merkmalswerten in Populationen in verschiedenen Stadien ihrer Existenz oder beim Vergleich verschiedener Populationen ändern.

    IMMUNOLOGISCH - ermöglicht mit hoher Genauigkeit die "Blutsverwandtschaft" verschiedener Gruppen zu identifizieren.

    GENETISCH - ermöglicht es Ihnen, die genetische Kompatibilität der verglichenen Formen zu bestimmen und somit den Grad der Verwandtschaft zu bestimmen.

Es gibt keine „absolute“ oder perfekte Methode. Es ist ratsam, sie in Kombination zu verwenden, da sie sich ergänzen.

    Der Begriff „Leben“ und die Eigenschaften des Lebendigen.

Was ist Leben?
Eine der Definitionen vor mehr als 100 Jahren stammt von F. Engels: „Das Leben ist eine Existenzweise von Eiweißkörpern, eine unabdingbare Lebensbedingung ist ein ständiger Stoffwechsel, mit dessen Beendigung auch das Leben aufhört.“

Nach modernen Konzepten ist das Leben eine Existenzweise offener kolloidaler Systeme, die die Eigenschaften der Selbstregulierung, Reproduktion und Entwicklung auf der Grundlage der geochemischen Wechselwirkung von Proteinen, Nukleinsäuren und anderen Verbindungen aufgrund der Umwandlung von Stoffen und Energie aus dem Außenumgebung.

Leben entsteht und verläuft in Form von hochorganisierten integralen biologischen Systemen. Biosysteme sind Organismen, ihre Struktureinheiten (Zellen, Moleküle), Arten, Populationen, Biogeozänosen und die Biosphäre.

Lebende Systeme haben eine Reihe gemeinsamer Eigenschaften und Merkmale, die sie von der unbelebten Natur unterscheiden.

1. Alle Biosysteme werden charakterisiert hohe Ordnung, die nur dank der in ihnen ablaufenden Prozesse aufrechterhalten werden können. Die Zusammensetzung aller Biosysteme, die über der molekularen Ebene liegen, umfasst bestimmte Elemente (98% der chemischen Zusammensetzung entfallen auf 4 Elemente: Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, und in der Gesamtmasse der Substanzen ist der Hauptanteil Wasser - mindestens 70 - 85 %). Die Ordnung der Zelle manifestiert sich darin, dass sie durch einen bestimmten Satz zellulärer Komponenten gekennzeichnet ist, und die Ordnung der Biogeozänose besteht darin, dass sie bestimmte funktionelle Gruppen von Organismen und die damit verbundene unbelebte Umwelt umfasst.
2. Zellstruktur: Alle lebenden Organismen haben eine Zellstruktur, mit Ausnahme von Viren.

3. Stoffwechsel. Alle lebenden Organismen sind in der Lage, Stoffe mit der Umwelt auszutauschen, Stoffe aufzunehmen, die für die Ernährung und Atmung notwendig sind, und Abfallprodukte abzugeben. Die Bedeutung von Biozyklen ist die Umwandlung von Molekülen, die die Konstanz des inneren Milieus des Körpers und damit die Kontinuität seiner Funktion unter sich ständig ändernden Umweltbedingungen gewährleisten (Aufrechterhaltung der Homöostase).
4. Reproduktion oder Selbstreproduktion, - die Fähigkeit lebender Systeme, ihre eigene Art zu reproduzieren. Dieser Prozess wird auf allen Ebenen der Organisation des Lebendigen durchgeführt;
a) DNA-Replikation – auf molekularer Ebene;
b) Verdoppelung von Plastiden, Zentriolen, Mitochondrien in der Zelle - auf subzellulärer Ebene;
c) Zellteilung durch Mitose – auf zellulärer Ebene;
d) Aufrechterhaltung der Konstanz der Zellzusammensetzung aufgrund der Reproduktion einzelner Zellen - auf Gewebeebene;
e) auf der organismischen Ebene manifestiert sich die Fortpflanzung in Form der asexuellen Fortpflanzung von Individuen (eine Zunahme der Anzahl der Nachkommen und der Kontinuität der Generationen erfolgt aufgrund der mitotischen Teilung somatischer Zellen) oder der sexuellen Fortpflanzung (eine Zunahme der die Anzahl der Nachkommen und die Kontinuität der Generationen werden durch Keimzellen (Gameten) gewährleistet).
5. Vererbung ist die Fähigkeit von Organismen, ihre Eigenschaften, Eigenschaften und Entwicklungsmerkmale von Generation zu Generation weiterzugeben. .
6. Variabilität- dies ist die Fähigkeit von Organismen, neue Zeichen und Eigenschaften zu erwerben; es basiert auf Veränderungen in biologischen Matrizen - DNA-Molekülen.
7. Wachstum und Entwicklung. Wachstum ist ein Prozess, der zu einer Veränderung der Größe eines Organismus führt (aufgrund von Zellwachstum und -teilung). Entwicklung ist ein Prozess, der zu einer qualitativen Veränderung im Organismus führt. Unter der Entwicklung der belebten Natur - Evolution wird eine irreversible, gerichtete, regelmäßige Veränderung von Objekten der belebten Natur verstanden, die mit dem Erwerb von Anpassungen (Anpassungen), der Entstehung neuer Arten und dem Aussterben bereits bestehender Formen einhergeht. Die Entwicklung der lebendigen Form der Existenz von Materie wird durch die individuelle Entwicklung oder Ontogenese und die historische Entwicklung oder Phylogenese dargestellt.
8. Fitness. Dies ist die Entsprechung zwischen den Eigenschaften von Biosystemen und den Eigenschaften der Umgebung, mit der sie interagieren. Fitness kann nicht ein für alle Mal erreicht werden, da sich die Umwelt ständig verändert (auch durch den Einfluss von Biosystemen und deren Evolution). Daher sind alle lebenden Systeme in der Lage, auf Umweltveränderungen zu reagieren und Anpassungen an viele von ihnen zu entwickeln. Aufgrund ihrer Evolution erfolgen langfristige Anpassungen von Biosystemen. Kurzfristige Anpassungen von Zellen und Organismen sind aufgrund ihrer Reizbarkeit vorgesehen.
9 . Reizbarkeit. Die Fähigkeit lebender Organismen, selektiv auf äußere oder innere Einflüsse zu reagieren. Die Reaktion mehrzelliger Tiere auf Reizung erfolgt über das Nervensystem und wird als Reflex bezeichnet. Auch Organismen, die kein Nervensystem haben, fehlen die Reflexe. In solchen Organismen erfolgt die Reaktion auf Reizung in verschiedenen Formen:
a) Taxis sind gerichtete Bewegungen des Körpers auf den Reiz zu (positive Taxis) oder von ihm weg (negativ). Zum Beispiel ist Phototaxis eine Bewegung zum Licht hin. Es gibt auch Chemotaxis, Thermotaxis usw.;
b) Tropismen - das gerichtete Wachstum von Teilen des Pflanzenorganismus in Bezug auf den Reiz (Geotropismus - das Wachstum des Wurzelsystems der Pflanze zum Zentrum des Planeten; Heliotropismus - das Wachstum des Sprosssystems zur Sonne hin, gegen Schwere);
c) Nastia - die Bewegung von Pflanzenteilen in Bezug auf den Stimulus (die Bewegung von Blättern während der Tageslichtstunden in Abhängigkeit von der Position der Sonne am Himmel oder zum Beispiel das Öffnen und Schließen der Krone einer Blume).
10 . Diskretion (Teilung in Teile). Ein separater Organismus oder ein anderes biologisches System (Art, Biozönose usw.) besteht aus getrennten, isolierten, d. h. isolierten oder räumlich begrenzten, aber dennoch verbundenen und miteinander interagierenden Organismen, die eine strukturelle und funktionelle Einheit bilden. Zellen bestehen aus einzelnen Organellen, Geweben - aus Zellen, Organen - aus Geweben usw. Diese Eigenschaft ermöglicht den Austausch eines Teils, ohne die Funktion des gesamten Systems zu beeinträchtigen, und die Möglichkeit, verschiedene Teile für verschiedene Funktionen zu spezialisieren.
11. Autoregulierung- die Fähigkeit lebender Organismen, die unter sich ständig ändernden Umweltbedingungen leben, die Konstanz ihrer chemischen Zusammensetzung und die Intensität des Ablaufs physiologischer Prozesse aufrechtzuerhalten - Homöostase. Die Selbstregulierung wird durch die Aktivität regulatorischer Systeme gewährleistet - nervös, endokrin, immun usw. In biologischen Systemen der supraorganischen Ebene erfolgt die Selbstregulierung auf der Grundlage von Beziehungen zwischen Organismen und Populationen.
12 . Rhythmus. Unter Rhythmus versteht man in der Biologie periodische Veränderungen der Intensität physiologischer Funktionen und formgebender Prozesse mit unterschiedlichen Schwankungsdauern (von wenigen Sekunden bis zu einem Jahr und einem Jahrhundert).
Der Rhythmus zielt darauf ab, die Funktionen des Organismus mit der Umwelt zu koordinieren, dh sich an sich periodisch ändernde Existenzbedingungen anzupassen.
13. Energieabhängigkeit. Lebende Körper sind Systeme, die für den Eintritt von Energie „offen“ sind. Unter „offenen“ Systemen versteht man dynamische, dh nicht ruhende Systeme, stabil nur unter der Bedingung des ständigen Zugriffs von Energie und Materie auf sie von außen. Lebewesen existieren also so lange, wie sie Energie in Form von Nahrung aus der Umwelt beziehen.

14. Integrität- Lebende Materie ist auf eine bestimmte Weise organisiert, die einer Reihe von spezifischen Gesetzen unterliegt, die für sie charakteristisch sind.

    Organisationsebenen lebender Materie.

Bei aller Vielfalt der belebten Natur lassen sich mehrere Organisationsebenen der Lebewesen unterscheiden.

    Molekular. Jedes lebende System, egal wie komplex es organisiert ist, besteht aus biologischen Makromolekülen: Nukleinsäuren, Proteinen, Polysacchariden und anderen wichtigen organischen Substanzen. Auf dieser Ebene beginnen verschiedene Prozesse der Lebenstätigkeit des Körpers: Stoffwechsel und Energieumwandlung, Übertragung von Erbinformationen usw.

    Mobilfunk. Zelle - Struktur- und Funktionseinheit sowie Entwicklungseinheit aller auf der Erde lebenden Organismen. Auf zellulärer Ebene werden Informationsübertragung und Stoff- und Energieumwandlung konjugiert.

    Organismus. Die elementare Einheit der organismischen Ebene ist das Individuum, das in der Entwicklung – vom Moment der Geburt bis zum Ende des Daseins – als lebendiges System betrachtet wird. Auf dieser Ebene gibt es Organsysteme, die darauf spezialisiert sind, verschiedene Funktionen auszuführen.

    Populations-Spezies. Eine Gruppe von Organismen derselben Art, vereint durch einen gemeinsamen Lebensraum, in dem eine Population entsteht - ein supraorganismes System. In diesem System werden elementare evolutionäre Transformationen durchgeführt - der Prozess der Mikroevolution.

    Biogeocenotisch. Biogeozänose - eine Reihe von Organismen verschiedener Arten "und unterschiedlicher Komplexität der Organisation mit den Faktoren ihres Lebensraums. Im Prozess der gemeinsamen historischen Entwicklung von Organismen verschiedener systematischer Gruppen bilden sich dynamische, stabile Gemeinschaften.

    Biosphärisch. Biosphäre - die Gesamtheit aller Biogeozänosen, ein System, das alle Phänomene des Lebens auf unserem Planeten umfasst. Auf dieser Ebene gibt es einen Stoffkreislauf und eine Energieumwandlung, die mit der Lebenstätigkeit aller lebenden Organismen verbunden sind.

    Praktischer Wert der Allgemeinen Biologie.

      In der BIOTECHNOLOGIE - Biosynthese von Proteinen, Synthese von Antibiotika, Vitaminen, Hormonen.

      In der LANDWIRTSCHAFT - Auswahl hochproduktiver Tierrassen und Pflanzensorten.

      BEI DER AUSWAHL VON MIKROORGANISMEN.

      In NATURSCHUTZ - Entwicklung und Umsetzung von Methoden der rationellen und umsichtigen Naturbewirtschaftung.

Testfragen:

    Biologie definieren. Wer hat diesen Begriff vorgeschlagen?

    Warum gilt die moderne Biologie als komplexe Wissenschaft? Aus welchen Unterabteilungen besteht die moderne Biologie?

    Welche Fachwissenschaften lassen sich in der Biologie unterscheiden? Geben Sie ihnen eine kurze Beschreibung.

    Welche Forschungsmethoden gibt es in der Biologie?

    Geben Sie die Definition von „Leben“ an.

    Warum werden lebende Organismen offene Systeme genannt?

    Nennen Sie die wichtigsten Eigenschaften von Lebewesen.

    Wie unterscheiden sich lebende Organismen von unbelebten Körpern?

    Welche Organisationsebenen sind charakteristisch für lebende Materie?

Aufgaben zur Wissensverfestigung:

    Es gibt keine spezifische Definition von „Leben“. Verschiedene Gelehrte geben unterschiedliche Definitionen. Erarbeiten Sie selbstständig mit dem Lehrbuch die Definitionen des Begriffs „Leben“.

    Entfernen Sie unter den genannten Organisationsebenen des Lebendigen das Überflüssige: molekular, organismisch, atomar, biosphärisch, Elementarteilchen, zellulär.

    Korrelieren Sie, welcher Organisationsebene das Objekt entspricht:

Karelische Birke

Molekular

Mobilfunk

Organgewebe

Die Blutzelle

Organismus

Bevölkerungsart

    Übereinstimmungen finden:

    · Stoffwechsel

    Fähigkeit zu reproduzieren

    · Selbstspiel

    Fähigkeit sich zu entwickeln

    Variabilität

    Die Fähigkeit, ihre Eigenschaften zu übertragen

    Evolution

    Die Fähigkeit, Substanzen aufzunehmen und abzugeben

    · Vererbung

    Anpassungsfähigkeit an Umweltbedingungen

  1. Ordnen Sie die Eigenschaft eines lebenden Systems einem konkreten Beispiel zu:

A) Winterschlaf bei Säugetieren;
B) die Aufnahme von Sauerstoff während der Atmung und die Freisetzung von Kohlendioxid;
C) unterirdisches Wachstum von Hybridmycel;
D) saisonale Wanderungen (Flüge) von Vögeln.

a) die Fähigkeit zum Stoff-, Energie- und Informationsaustausch mit der Umwelt;
b) die Fähigkeit, sich an Umweltbedingungen anzupassen;
c) die Fähigkeit sich zu bewegen;
d) die Fähigkeit, sich nach den Gesetzen der Vererbung und Variabilität zu reproduzieren.


Problematische Themen und Fragen zur Diskussion:

    Welche Probleme der Menschheit hängen vom biologischen Wissensstand ab?

    Wie verstehen Sie die Ausdrücke: „angewandte Biologie“, „Anwendung biologischer Erkenntnisse in der Praxis“?

    Sehen Sie den Unterschied zwischen den Begriffen „Simulation des Lebens“ und „künstliche Synthese des Lebens“?

    Wie unterscheidet sich ein biologisches System von unbelebten Objekten?

    Die Aussage lautet: „Die Modellierung des Lebens kann man sich nicht vorstellen als den Aufbau verschiedener Organellen aus künstlichen Polymeren und anderen organischen Verbindungen durch einen Menschen und deren Integration in eine Zelle.“ Bringen Sie Ihre Einstellung zu dieser Aussage zum Ausdruck und untermauern Sie sie mit dem Wissen um die Kriterien der Lebenden.

    Kann man auf der molekularen Ebene der Organisation eines Lebewesens von einem biologischen System sprechen?

Karten für individuelle Arbeit

Testaufgaben:

Variante 1

    Leben unterscheidet sich von Nicht-Leben:

A) die Zusammensetzung anorganischer Verbindungen

B) die Anwesenheit eines Katalysators

B) die Wechselwirkung von Molekülen untereinander

D) Austauschprozesse, die die Konstanz der strukturellen und funktionalen Organisation des Systems sicherstellen

    Ein biologisches System heißt:

A) Organe eines lebenden Organismus

B) mehrere benachbarte Organe

C) die Vereinigung identischer Zellen

D) biologische Objekte unterschiedlicher Komplexität

    Eine Forschungsmethode, mit der Sie biologische Phänomene beschreiben können:

A) Beobachtung B) Vergleich

C) Versuch D) Simulation

    Das Hauptzeichen der Lebenden:

A) Bewegung B) Massenzunahme

C) Stoffwechsel D) Zerlegung in Moleküle

    Die höchste Organisationsebene lebender Materie:

A) Organismus B) Ökosystem

C) biosphärische D) Populationsarten

Option 2

    Methode der biologischen Wissenschaft, die die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Organismen und ihren Teilen aufdeckt:

A) historisch B) experimentell

C) vergleichende D) Modellierung

    Die Anfangsebene der Organisation der Materie, die alle Eigenschaften des Lebendigen hat:

A) molekular B) zellulär

C) organismisch D) biosphärisch

    Die Struktur und Prozesse der Lebenstätigkeit in den Organen und Organsystemen von Pflanzen und Tieren werden von der biologischen Wissenschaft auf der Ebene der Organisation der lebenden Natur untersucht.

A) biozönotische B) Populationsart

C) organismisch D) biosphärisch

    Das Unterscheidungsmerkmal der Lebenden von den Nicht-Lebenden ist:

A) eine Änderung der Eigenschaften eines Objekts unter dem Einfluss der Umgebung

B) Teilnahme am Stoffkreislauf

C) Reproduktion ihrer eigenen Art

D) Änderung der Größe des Objekts unter dem Einfluss der Umgebung

    Welche Organisationsebene des Lebendigen ist Gegenstand der Untersuchung der Zytologie?

A) zellular

B) Bevölkerungsarten

B) biogeocenotisch

D) biosphärisch

Hausaufgaben:

    Lernpunkte 1-4 und die Vorlesung.

Wählen Sie eine der folgenden Aufgaben aus

    Beantworten Sie schriftlich die Frage: „Problem“ aus dem Griechischen ist eine theoretische oder praktische Frage, die recherchiert werden muss. Warum ist Umweltschutz ein Problem?

    Halten Sie eine Präsentation zu einem der Themen oder einen Test (10 Fragen): „Biologie ist die Wissenschaft vom Leben. Aufgaben und Methoden“, „Leben. Eigenschaften des Lebendigen", "Organisationsebenen des Lebendigen".

    Bereiten Sie einen Bericht zu einem der Themen vor: „Über das Wesen des Lebens (philosophische Aspekte)“, „Die Rolle der Naturwissenschaften bei der Gestaltung moderner Vorstellungen über den Ursprung des Lebens“, „Mythologische und religiöse Vorstellungen vom Leben“, „Geschichte der die Entwicklung der Biologie“, „Die Rolle der biologischen Forschung in der modernen Medizin“, „Die Rolle hervorragender Biologen – unsere Landsleute in der Entwicklung der Biologie“.

„Chebyshev N. V., Grineva G. G., Kozar M. V., Gulenkov S. I. Biologie (Lehrbuch). - M.: VUNMTs, 2000. - 592 p. Lehrbuch..."

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ISBN 5-89004-097-9

Chebyshev N. V., Grineva G. G., Kozar M. V., Gulenkov S. I.

Biologie (Lehrbuch). - M.: VUNMTs, 2000. - 592 p.

Lehrbuch für Studenten der medizinischen Universitäten "Biologie", Autoren N. V. Chebyshev,

G. G. Grineva, M. V. Kozar, S. I. Gulenkov, bestimmt für höhere Fakultäten

Krankenpflegeausbildung und den Studiengang Biologie an der Pharmazie zu studieren

Fakultäten. Es richtet sich nach den Studiengängen dieser Fakultäten.

Das Lehrbuch kann im Studiengang Biologie an medizinischen Fakultäten und Hochschulen eingesetzt werden.

Das Lehrbuch enthält eine Einführung und sechs Abschnitte entsprechend dem Programm:

Molekulargenetische Ebene der Organisation des Lebendigen

Zelluläre Ebene der Organisation des Lebens

Organisatorische Ebene der Organisation des Lebens

Populations-Arten-Ebene der Organisation des Lebens

Biozönotischer Organisationsgrad des Lebens

Biosphärische Ebene der Organisation der Lebenden Das Lehrbuch ist an die Programme dieser Fakultäten angepasst und gut illustriert, was es den Studenten ermöglicht, den studierten Stoff besser zu beherrschen.

ORGANISATION DES LEBENS AUF DER ERDE


1.1. Einführung in die Wissenschaft der Biologie Biologie - die Wissenschaft vom Leben (von griech. bios - Leben, logos - Wissenschaft) - beschäftigt sich mit den Lebensmustern und der Entwicklung von Lebewesen. Der Begriff „Biologie“ wurde von dem deutschen Botaniker G.R. Treviranus und der französische Naturforscher J.-B. Lamarck 1802 unabhängig.

Die Biologie gehört zu den Naturwissenschaften. Zweige der Naturwissenschaften Biologie lassen sich auf unterschiedliche Weise klassifizieren. In der Biologie werden die Wissenschaften beispielsweise nach Studienobjekten unterschieden: über Tiere - Zoologie; über Pflanzen - Botanik; Anatomie und Physiologie des Menschen als Grundlage der medizinischen Wissenschaft. Innerhalb jeder dieser Wissenschaften gibt es engere Disziplinen. In der Zoologie werden beispielsweise Protozoologie, Entomologie, Helminthologie und andere unterschieden.

Die Biologie ist in Disziplinen eingeteilt, die die Morphologie (Struktur) und Physiologie (Funktionen) von Organismen untersuchen. Zu den morphologischen Wissenschaften gehören beispielsweise Zytologie, Histologie, Anatomie. Physiologische Wissenschaften sind die Physiologie von Pflanzen, Tieren und Menschen.

Die moderne Biologie ist durch komplexe Wechselwirkungen mit anderen Wissenschaften (Chemie, Physik, Mathematik) und die Entstehung neuer komplexer Disziplinen gekennzeichnet.

Die Bedeutung der Biologie für die Medizin ist groß. Die Biologie ist die theoretische Grundlage der Medizin. Der antike griechische Arzt Hippokrates (460-274 v. Chr.) glaubte, dass „es wichtig ist, dass jeder Arzt die Natur versteht“. Allgemeine biologische Verallgemeinerungen werden in allen theoretischen und praktischen medizinischen Wissenschaften verwendet.

Theoretische Studien, die in verschiedenen Bereichen der Biologie durchgeführt wurden, ermöglichen die Nutzung der gewonnenen Daten in der praktischen Tätigkeit von Medizinern. Beispielsweise ermöglichte die Entdeckung der Struktur von Viren, Erregern von Infektionskrankheiten (Pocken, Masern, Grippe und andere) und Methoden ihrer Übertragung Wissenschaftlern, einen Impfstoff zu entwickeln, der die Ausbreitung dieser Krankheiten verhindert oder das Risiko verringert Tod durch diese schweren Infektionen.

1.2. DEFINITION DES LEBENS Nach der Definition des Biologen M.V. Volkenstein (1965), „lebende Organismen sind offene, sich selbst regulierende, sich selbst reproduzierende Systeme, die aus Biopolymeren – Proteinen und Nukleinsäuren – aufgebaut sind.“ Energie fließt durch lebendige offene Systeme,

3Informationen, Substanzen.

Lebende Organismen unterscheiden sich von nicht lebenden durch Merkmale, deren Gesamtheit ihre vitalen Manifestationen bestimmt.

1.3. HAUPTEIGENSCHAFTEN DES LEBENS

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Lebewesen gehören:

1. Chemische Zusammensetzung. Lebewesen bestehen aus den gleichen chemischen Elementen wie nicht lebende, aber in Organismen gibt es Moleküle von Substanzen, die nur für Lebewesen charakteristisch sind (Nukleinsäuren, Proteine, Lipide).

2. Diskretion und Integrität. Jedes biologische System (Zelle, Organismus, Art usw.) besteht aus separaten Teilen, d.h. diskret. Das Zusammenspiel dieser Teile bildet ein integrales System (zum Beispiel umfasst der Körper separate Organe, die strukturell und funktionell zu einem einzigen Ganzen verbunden sind).

3. Strukturelle Organisation. Lebende Systeme sind in der Lage, aus der chaotischen Bewegung von Molekülen Ordnung zu schaffen und bestimmte Strukturen zu bilden. Lebewesen zeichnen sich durch Ordnung in Raum und Zeit aus. Dies ist ein Komplex komplexer, selbstregulierender Stoffwechselprozesse, die in einer streng definierten Reihenfolge ablaufen und darauf abzielen, die Konstanz der inneren Umgebung - Homöostase - aufrechtzuerhalten.

4. Stoffwechsel und Energie. Lebende Organismen sind offene Systeme, die ständig Materie und Energie mit der Umwelt austauschen. Bei sich ändernden Umweltbedingungen findet nach dem Rückkopplungsprinzip eine Selbstregulation der Lebensprozesse statt, die darauf abzielt, die Konstanz der inneren Umgebung wiederherzustellen - Homöostase. Beispielsweise können Abfallprodukte eine starke und streng spezifische Hemmwirkung auf jene Enzyme haben, die das erste Glied in einer langen Reaktionskette darstellen.

5. Selbstreproduktion. Selbstaktualisierung. Die Lebensdauer jedes biologischen Systems ist begrenzt. Um das Leben zu erhalten, findet ein Prozess der Selbstreproduktion statt, der mit der Bildung neuer Moleküle und Strukturen verbunden ist, die genetische Informationen enthalten, die in DNA-Molekülen enthalten sind.

6. Vererbung. Das DNA-Molekül ist in der Lage, Erbinformationen zu speichern und weiterzugeben, dank des Matrixprinzips der Replikation, wodurch eine materielle Kontinuität zwischen den Generationen gewährleistet wird.

7. Variabilität. Bei der Übertragung von Erbinformationen kommt es manchmal zu verschiedenen Abweichungen, die zu einer Veränderung der Eigenschaften und Eigenschaften der Nachkommen führen. Wenn diese Veränderungen für das Leben günstig sind, können sie durch Selektion behoben werden.

8. Wachstum und Entwicklung. Organismen erben bestimmte genetische Informationen über die Möglichkeit, bestimmte Merkmale zu entwickeln. Die Realisierung von Informationen erfolgt während der individuellen Entwicklung - der Ontogenese. Auf der

In einem bestimmten Stadium der Ontogenese erfolgt das Wachstum des Organismus, verbunden mit der Reproduktion von Molekülen, Zellen und anderen biologischen Strukturen. Wachstum geht mit Entwicklung einher.

9. Reizbarkeit und Bewegung. Alle Lebewesen reagieren aufgrund der Eigenschaft der Reizbarkeit selektiv auf äußere Einflüsse mit spezifischen Reaktionen. Organismen reagieren auf Reize mit Bewegung. Die Manifestation der Bewegungsform hängt von der Struktur des Organismus ab.

-5 ANORGANISCHE STOFFE

Wasser ist für die Durchführung von Lebensvorgängen in der Zelle notwendig. Seine Hauptfunktionen sind wie folgt:

1. Universelles Lösungsmittel.

2. Die Umgebung, in der biochemische Reaktionen stattfinden.

3. Bestimmt die physiologischen Eigenschaften der Zelle (seine Elastizität, Volumen).

4. Beteiligt sich an chemischen Reaktionen.

5. Hält durch seine hohe Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit das thermische Gleichgewicht der Zelle und des gesamten Organismus aufrecht.

6. Das Hauptmittel für den Transport von Stoffen. Die Mineralstoffe der Zelle + + ++ ++ liegen in Form von Ionen vor. Die wichtigsten dieser Kationen sind K, Na, Ca, Mg, Anionen sind Cl, HCO3–, H2PO4–.

- Die Ionenkonzentration in der Zelle und ihrer Umgebung ist nicht gleich.

Eine Abnahme der Konzentration von K in einer Zelle führt zu einer Abnahme des darin enthaltenen Wassers, dessen Menge im Interzellularraum umso mehr zunimmt, je höher die Konzentration von Na in der + Interzellularflüssigkeit ist. Eine Abnahme der Natriumkationen im Interzellularraum führt zu einer Abnahme des Wassergehalts.

Die ungleichmäßige Verteilung von Kalium- und Natriumionen auf den Außen- und Innenseiten der Membranen von Nerven- und Muskelzellen bietet die Möglichkeit der Entstehung und Ausbreitung elektrischer Impulse.

Anionen schwacher Säuren innerhalb der Zelle tragen dazu bei, eine bestimmte Konzentration an Wasserstoffionen (pH) aufrechtzuerhalten. In der Zelle wird eine leicht alkalische Reaktion aufrechterhalten (рН=7,2).

2.1.2. ORGANISCHE SUBSTANZEN Organische Verbindungen bestehen aus vielen sich wiederholenden Elementen (Monomeren) und sind große Moleküle, die als Polymere bezeichnet werden. Organische Polymermoleküle umfassen Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren.

2.1.2.1. Proteine ​​Proteine ​​sind hochmolekulare polymere organische Substanzen, die den Aufbau und die Lebenstätigkeit der Zelle und des gesamten Organismus bestimmen. Die Struktureinheit, das Monomer ihres Biopolymer-Moleküls, ist eine Aminosäure. 20 Aminosäuren sind an der Bildung von Proteinen beteiligt. Die Zusammensetzung jedes Proteinmoleküls umfasst bestimmte Aminosäuren in dem für dieses Protein charakteristischen Mengenverhältnis und in der Reihenfolge der Anordnung in der Polypeptidkette.

Die Aminosäure hat folgende Formel:

Die Zusammensetzung der Aminosäuren umfasst: NH2 - eine Aminosäuregruppe mit basischen Eigenschaften; COOH - Carboxylgruppe, hat saure Eigenschaften.

Aminosäuren unterscheiden sich durch ihre Reste - R. Aminosäuren sind amphotere Verbindungen, die sich über Peptidbindungen in einem Eiweißmolekül verbinden.

Schema der Aminosäurekondensation (Bildung der primären Proteinstruktur) Es gibt primäre, sekundäre, tertiäre und quaternäre Proteinstrukturen (Abb. 2).

Reis. 2. Verschiedene Strukturen von Proteinmolekülen: / - primär, 2 - sekundär, 3 - tertiär, 4 - quaternär (z. B. Bluthämoglobin).

Die Reihenfolge, Menge und Qualität der Aminosäuren, aus denen das Proteinmolekül besteht, bestimmen seine Primärstruktur (z. B. Insulin). Proteine ​​der Primärstruktur können sich mit Hilfe von Wasserstoffbrücken zu einer Spirale verbinden und eine Sekundärstruktur bilden (zB Keratin). Polypeptidketten, die sich auf bestimmte Weise zu einer kompakten Struktur verdrehen, bilden ein Kügelchen (Kugel), das die Tertiärstruktur des Proteins darstellt. Die meisten Proteine ​​haben eine Tertiärstruktur. Aminosäuren sind nur auf der Oberfläche des Kügelchens aktiv.

7 Proteine, die eine kugelförmige Struktur haben, kommen zusammen, um eine Quartärstruktur zu bilden (z. B. Hämoglobin). Der Austausch einer Aminosäure führt zu einer Veränderung der Eigenschaften des Proteins.

Unter dem Einfluss von hohen Temperaturen, Säuren und anderen Faktoren werden komplexe Proteinmoleküle zerstört. Dieses Phänomen wird als Denaturierung bezeichnet. Wenn sich die Bedingungen verbessern, kann das denaturierte Protein seine Struktur wieder aufbauen, wenn seine Primärstruktur nicht zerstört wird. Dieser Vorgang wird als Renaturierung bezeichnet (Abb. 3).

Reis. 3. Proteindenaturierung.

Proteine ​​sind artspezifisch. Jede Tierart hat ihre eigenen Proteine.

Im selben Organismus hat jedes Gewebe seine eigenen Proteine ​​- das ist Gewebespezifität.

Organismen sind auch durch individuelle Spezifität von Proteinen gekennzeichnet.

Proteine ​​sind einfach und komplex. Einfache bestehen aus Aminosäuren, z. B. Albuminen, Globulinen, Fibrinogen, Myosin usw. Komplexe Proteine ​​umfassen neben Aminosäuren auch andere organische Verbindungen, z. B. Fette, Kohlenhydrate, die Lipoproteine, Glykoproteine ​​​​und andere bilden.

Proteine ​​erfüllen folgende Funktionen:

Enzymatisch (z. B. Amylase, baut Kohlenhydrate ab);

Strukturell (zum Beispiel sind sie Teil von Zellmembranen);

Rezeptor (z. B. Rhodopsin, fördert besseres Sehen);

Transport (z. B. Hämoglobin, transportiert Sauerstoff oder Kohlendioxid);

Schutz (z. B. Immunglobuline sind an der Bildung von Immunität beteiligt);

Motor (z. B. Aktin, Myosin, sind an der Kontraktion von Muskelfasern beteiligt);

Hormonell (z. B. Insulin, wandelt Glukose in Glykogen um);

Energie (beim Aufspalten von 1 g Protein werden 4,2 kcal Energie freigesetzt).

2.1.2.2. Fette Fette sind organische Verbindungen, die zusammen mit Proteinen und Kohlenhydraten

8 sind notwendigerweise in Zellen vorhanden. Sie gehören zu einer großen Gruppe organischer fettähnlicher Verbindungen, einer Klasse von Lipiden.

Fette sind Verbindungen aus Glycerin (dreiwertiger Alkohol) und Fettsäuren mit hohem Molekulargewicht (gesättigt, beispielsweise Stearinsäure, Palmitinsäure, und ungesättigt, wie Ölsäure, Linolsäure und andere).

Das Verhältnis von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren bestimmt die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Fetten.

Fette sind in Wasser unlöslich, aber gut löslich in organischen Lösungsmitteln wie Ether.

Die Funktionen von Lipiden in der Zelle sind vielfältig:

Strukturell (beteiligen Sie sich am Bau der Membran);

Energie (wenn der Körper 1 g Fett abbaut, werden 9,2 kcal Energie freigesetzt - 2,5-mal mehr als wenn die gleiche Menge Kohlenhydrate abgebaut wird);

Schützend (vor Wärmeverlust, mechanischer Beschädigung);

Fett ist eine Quelle für endogenes Wasser (während der Oxidation von Südfett werden 11 g Wasser freigesetzt);

Regulation des Stoffwechsels (z. B. Steroidhormone - Corticosteron usw.).

2.1.2.3. Kohlenhydrate Kohlenhydrate sind eine große Gruppe organischer Verbindungen, aus denen lebende Zellen bestehen. Der Begriff „Kohlenhydrate“ wurde erstmals Mitte des letzten Jahrhunderts (1844) von dem Hausforscher K. Schmidt eingeführt. Es spiegelt Vorstellungen über eine Gruppe von Stoffen wider, deren Molekül der allgemeinen Formel entspricht: Cn (H2O) n - Kohlenstoff und Wasser.

Kohlenhydrate werden normalerweise in 3 Gruppen eingeteilt: Monosaccharide (z. B. Glucose, Fructose, Mannose), Oligosaccharide (umfassen 2 bis 10 Monosaccharidreste:

Saccharose, Lactose), Polysaccharide (Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, z. B. Glykogen, Stärke).

Funktionen von Kohlenhydraten:

1) Monosaccharide, die Primärprodukte der Photosynthese, dienen als Ausgangsstoffe für den Aufbau verschiedener organischer Substanzen;

2) Kohlenhydrate sind die Hauptenergiequelle für den Körper, weil bei der Zersetzung mit Sauerstoff wird mehr Energie freigesetzt als bei der Oxidation von Fett im gleichen Volumen Sauerstoff;

3) Schutzfunktion. Schleim, der von verschiedenen Drüsen abgesondert wird, enthält viele Kohlenhydrate und deren Derivate. Es schützt die Wände von Hohlorganen (Bronchien, Magen, Darm) vor mechanischer Beschädigung. Schleim besitzt antiseptische Eigenschaften und schützt den Körper vor dem Eindringen pathogener Bakterien.

4) Struktur- und Unterstützungsfunktionen. Komplexe Polysaccharide und ihre Derivate

9 sind Teil der Plasmamembran, der Hülle von Pflanzen- und Bakterienzellen, dem äußeren Skelett von Arthropoden.

2.1.2.4. Nukleinsäuren Nukleinsäuren sind DNA (Desoxyribonukleinsäure) und RNA (Ribonukleinsäure).

2.1.2.4.1. Desoxyribonukleinsäure DNA-Moleküle (Desoxyribonukleinsäure) sind die größten Biopolymere, ihr Monomer ist ein Nukleotid (Abb. 4). Es besteht aus Resten von drei Substanzen: einer stickstoffhaltigen Base, einem Kohlenhydrat, Desoxyribose und Phosphorsäure. Es gibt vier bekannte Nukleotide, die an der Bildung des DNA-Moleküls beteiligt sind.

Sie unterscheiden sich in stickstoffhaltigen Basen.

Die beiden stickstoffhaltigen Basen Cytosin und Thymin sind Pyrimidinderivate. Adenin und Guanin sind Purinderivate. Der Name jedes Nukleotids spiegelt den Namen der stickstoffhaltigen Base wider. Es gibt Nukleotide: Cytidyl (C), Thymidyl (T), Adenyl (A), Guanyl (G).

Reis. 4. Schema der Nukleotidstruktur.

–  –  –

Reis. 5. Verknüpfung von Nukleotiden zu einer Polynukleotidkette.

Nach dem von J. Watson und F. Crick (1953) vorgeschlagenen DNA-Modell besteht das DNA-Molekül aus zwei spiralförmig umeinander gewickelten Strängen (Abb.

6). Beide Fäden sind zusammen um eine gemeinsame Achse verdrillt. Die beiden Stränge des Moleküls werden durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten, die zwischen ihren komplementären stickstoffhaltigen Basen auftreten. Adenin ist komplementär zu Thymin und Guanin ist komplementär zu Cytosin.

Es gibt zwei Wasserstoffbrücken zwischen Adenin und Thymin und drei zwischen Guanin und Cytosin (Abb. 7).

DNA befindet sich im Zellkern, wo sie zusammen mit Proteinen lineare Strukturen bildet - Chromosomen. Chromosomen sind während der Kernteilung unter dem Mikroskop deutlich sichtbar; in der Interphase werden sie entspiralisiert.

11Abb. 6. Schematische Darstellung der DNA-Struktur. Es gibt 10 Basenpaare pro voller Windung der Helix (der Abstand zwischen benachbarten Basenpaaren beträgt 0,34 nm).

DNA findet sich in Mitochondrien und Plastiden (Chloroplasten und Leukoplasten), wo ihre Moleküle Ringstrukturen bilden. In den Zellen vornukleärer Organismen ist auch ringförmige DNA vorhanden.

DNA ist in der Lage, sich selbst zu verdoppeln (Reduplikation) (Abb. 8). Dies geschieht in einem bestimmten Abschnitt des Zelllebenszyklus, der als synthetisch bezeichnet wird.

–  –  –

Reis. 8. Schema der DNA-Verdopplung.

Die Hauptfunktion der DNA ist die Speicherung von Erbinformationen, die in der Sequenz von Nukleotiden enthalten sind, die ihr Molekül bilden, und die Übertragung dieser Informationen auf Tochterzellen. Die Möglichkeit, Erbinformationen von Zelle zu Zelle zu übertragen, ergibt sich aus der Fähigkeit von Chromosomen, sich in Chromatiden mit anschließender Verdoppelung des DNA-Moleküls zu trennen.

Die DNA enthält alle Informationen über die Struktur und Aktivität von Zellen, über die Merkmale jeder Zelle und des Organismus als Ganzes. Diese Information wird genetisch genannt.

Das DNA-Molekül kodiert die genetische Information über die Abfolge von Aminosäuren im Proteinmolekül. Der Abschnitt der DNA, der Informationen über eine Polypeptidkette enthält, wird als Gen bezeichnet. Die Übertragung und Umsetzung von Informationen erfolgt in der Zelle unter Beteiligung von Ribonukleinsäuren.

2.1.2.4.2. Ribonukleinsäure Es gibt mehrere Arten von Ribonukleinsäuren. Es gibt ribosomale, Transport- und Boten-RNA. Ein RNA-Nukleotid besteht aus einer der stickstoffhaltigen Basen (Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil), einem Kohlenhydrat – Ribose und einem Phosphorsäurerest. RNA-Moleküle sind einzelsträngig.

Ribosomale RNA (rRNA) verbindet sich mit Proteinen zu Ribosomen.

rRNA macht 80 % aller RNA in einer Zelle aus. Die Proteinsynthese findet an Ribosomen statt.

Boten-RNA (i-RNA) macht 1 bis 10 % aller RNA in der Zelle aus.

Strukturell ist i-RNA komplementär zu einem Teil des DNA-Moleküls, der Informationen über die Synthese eines bestimmten Proteins trägt. Die Länge der mRNA hängt von der Länge des DNA-Abschnitts ab, aus dem die Information abgelesen wurde. I-RNA überträgt Informationen über die Proteinsynthese vom Zellkern zum Zytoplasma (Abb. 9).

Reis. 9. Schema der i-RNA-Synthese.

Transfer-RNA (t-RNA) macht etwa 10 % aller RNA aus, hat eine kurze Nukleotidkette und befindet sich im Zytoplasma. T-RNA heftet bestimmte Aminosäuren an und bringt sie an den Ort der Proteinsynthese zu den Ribosomen. tRNA ist kleeblattförmig. An einem Ende befindet sich ein Nukleotidtriplett (Anticodon), das für eine bestimmte Aminosäure kodiert. Am anderen Ende befindet sich ein Nukleotidtriplett, an das eine Aminosäure angehängt ist (Abb. 10).

Bei der Komplementarität des t-RNA-Tripletts (Anticodon) und des mRNA-Tripletts (Codon) nimmt die Aminosäure einen bestimmten Platz im Proteinmolekül ein.

Reis. 10. Schema der tRNA.

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erfüllt die Funktion der Speicherung und Übertragung von Erbinformationen. Bei anderen Viren übernimmt diese Funktion virale DNA.

2.1.2.4.3. Adenosintriphosphorsäure Adenosinmonophosphorsäure (AMP) ist ein Bestandteil aller RNAs. Wenn zwei weitere Moleküle Phosphorsäure (H3PO4) gebunden werden, wird AMP in Adenosintriphosphorsäure (ATP) umgewandelt und wird zu einer Energiequelle, die für biologische Prozesse in der Zelle notwendig ist.

Reis. 11. ATP-Struktur. Die Umwandlung von ATP in ADP (- - makroerge Bindung).

Reis. 12. Energieübertragung.

Schema der Energieübertragung unter Verwendung von ATP von Reaktionen, die Energie freisetzen (exotherme Reaktionen), zu Reaktionen, die diese Energie verbrauchen (endotherme Reaktionen).

Die jüngsten Reaktionen sind sehr vielfältig:

Biosynthese, Muskelkontraktionen usw.

Adenosintriphosphorsäure (ATP) besteht aus einer stickstoffhaltigen Base – Adenin, einem Zucker – Ribose und drei Phosphorsäureresten. Das ATP-Molekül ist sehr instabil und kann ein oder zwei Phosphatmoleküle unter Freisetzung einer großen Energiemenge abspalten, die für die Gewährleistung aller lebenswichtigen Funktionen der Zelle (Biosynthese, Transmembrantransfer, Bewegung, Bildung eines elektrischen Impulses) aufgewendet wird , etc.). Die Bindungen im ATP-Molekül werden genannt

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3.1. Die Entdeckung der Zelle Die Zelle ist die grundlegende strukturelle, funktionelle und genetische Einheit der Organisation von Lebewesen, ein elementares lebendes System. Eine Zelle kann als separater Organismus (Bakterien, Protozoen, einige Algen und Pilze) oder als Teil des Gewebes vielzelliger Tiere, Pflanzen, Pilze existieren.

Der Begriff „Zelle“ wurde 1665 vom englischen Entdecker Robert Hooke vorgeschlagen. Als er zum ersten Mal Korkschnitte mit einem Mikroskop untersuchte, bemerkte er viele kleine Formationen, die Wabenzellen ähneln. Robert Hooke gab ihnen den Namen der Zelle oder der Zelle.

Die Arbeiten von R. Hooke weckten das Interesse an weiteren mikroskopischen Studien von Organismen. Die Möglichkeiten des Lichtmikroskops im 17.-18. Jahrhundert waren begrenzt. Die Anhäufung von Material auf die Zellstruktur von Pflanzen und Tieren, auf die Struktur der Zellen selbst, schritt langsam voran. Erst in den dreißiger Jahren des 19. Jahrhunderts wurden grundlegende Verallgemeinerungen über die Zellorganisation der Lebenden gemacht.

3.2. Zelltheorie Die wesentlichen Bestimmungen der Zelltheorie werden von einem Botaniker formuliert

Matthias Schleiden (1838) und Zoologe-Physiologe Theodor Schwann (1839):



Alle Organismen bestehen aus denselben Struktureinheiten - Zellen;

Zellen von Pflanzen und Tieren sind ähnlich aufgebaut, bilden sich und wachsen nach denselben Gesetzmäßigkeiten.

1858 begründete der deutsche Wissenschaftler Rudolf Virchow das Prinzip der Zellkontinuität durch Teilung. Er schrieb: „Jede Zelle kommt aus einer anderen Zelle …“, also machte deutlich, woher die Zelle kommt. Diese Aussage wurde zur dritten Position der Zelltheorie.

Das Studium der Zelle mit den neuesten physikalischen und chemischen Forschungsmethoden ermöglichte es, die wichtigsten Bestimmungen der modernen Zelltheorie zu formulieren:

Alle lebenden Organismen bestehen aus Zellen. Eine Zelle ist eine Einheit aus Aufbau, Funktion, Fortpflanzung und individueller Entwicklung lebender Organismen.

Außerhalb der Zelle gibt es kein Leben.

Die Zellen aller Organismen sind in Struktur und chemischer Zusammensetzung ähnlich;

Im gegenwärtigen Stadium der Entwicklung einer lebenden Zelle können keine Zellen gebildet werden

17 nicht-zelluläre Substanz. Sie erscheinen nur aus bereits bestehenden Zellen durch Teilung;

Die Zellstruktur aller lebenden Organismen zeugt von der Einheit des Ursprungs.

3.3. Die Struktur einer Zelle Die moderne Definition einer Zelle lautet wie folgt: Eine Zelle ist ein offenes, durch eine aktive Membran begrenztes, strukturiertes System aus Biopolymeren (Proteinen und Nukleinsäuren) und ihren makromolekularen Komplexen, die an einem einzigen Stoffwechsel- und Energiesystem beteiligt sind Prozesse, die das gesamte System als Ganzes erhalten und reproduzieren.

Es gibt eine andere Definition einer Zelle. Eine Zelle ist ein offenes, evolutionär entstandenes biologisches System, begrenzt durch eine semipermeable Membran, bestehend aus Zellkern und Zytoplasma, fähig zur Selbstregulation und Selbstreproduktion.

Auf der Erde gibt es zwei Gruppen von Organismen. Die erste wird durch Viren und Phagen repräsentiert, die keine Zellstruktur haben. Die zweite Gruppe, die zahlreichste, hat eine zellulare Struktur. Unter diesen Organismen werden zwei Arten der Zellorganisation unterschieden: prokaryotisch (Bakterien und Blaualgen) und eukaryotisch (alle anderen).

3.3.1. Superreich der Prokaryoten Zu den prokaryotischen (oder vornuklearen) Organismen gehören Bakterien und Blaualgen. Der genetische Apparat wird durch die DNA eines einzelnen Ringchromosoms dargestellt, das sich im Zytoplasma befindet und nicht durch eine Membran davon abgegrenzt ist.

Dieses Analogon des Zellkerns wird als Nukleoid bezeichnet.

Prokaryotische Zellen sind durch eine Zellwand (Hülle) geschützt, deren äußerer Teil von einem Glykopeptid - Murein - gebildet wird. Der innere Teil der Zellwand wird durch eine Plasmamembran dargestellt, deren Vorsprünge in das Zytoplasma Mesosomen bilden, die an der Konstruktion von Zellteilungen, der Fortpflanzung und der Stelle der DNA-Anheftung beteiligt sind. Es gibt wenige Organellen im Zytoplasma, aber zahlreiche kleine Ribosomen sind vorhanden.

Mikrotubuli fehlen, und es gibt keine Bewegung des Zytoplasmas.

Viele Bakterien haben Flagellen mit einer einfacheren Struktur als die von Eukaryoten.

Die Atmung bei Bakterien erfolgt in Mesosomen, bei Blaualgen in Zytoplasmamembranen. Es gibt keine Chloroplasten oder andere Zellorganellen, die von einer Membran umgeben sind (Abb. 13).

18Abb. 13. Prokaryotische Zelle.

Prokaryoten reproduzieren sich sehr schnell durch binäre Spaltung.

Beispielsweise verdoppelt das Bakterium Escherichia coli seine Population alle 20 Minuten (Tabelle 2).

Tabelle 2 Vergleich von prokaryotischen und eukaryotischen Organismen

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3.3.2. Eukaryotisches Superreich Die meisten lebenden Organismen sind im eukaryotischen Superreich vereint, das das Reich der Pflanzen, Pilze und Tiere umfasst.

Eukaryotische Zellen sind größer als prokaryotische Zellen, sie bestehen aus einem Oberflächenapparat, Kern und Zytoplasma (Abb. 14).

3.3.2.1. Der Oberflächenapparat der Zelle Der Hauptteil des Oberflächenapparates der Zelle ist die Plasmamembran.

Zellmembranen – der wichtigste Bestandteil des lebenden Zellinhalts – sind nach einem allgemeinen Prinzip aufgebaut. Gemäß dem 1972 von Nicholson und Singer vorgeschlagenen Flüssigkeitsmosaikmodell enthalten Membranen eine bimolekulare Lipidschicht, die Proteinmoleküle enthält (Abb. 15).

Lipide sind wasserunlösliche Substanzen, deren Moleküle zwei Pole oder zwei Enden haben. Ein Ende des Moleküls hat hydrophile Eigenschaften, es wird als polar bezeichnet. Der andere Pol ist hydrophob oder unpolar.

In einer biologischen Membran stehen sich Lipidmoleküle zweier paralleler Schichten mit unpolaren Enden gegenüber, während ihre polaren Pole außen bleiben und hydrophile Oberflächen bilden.

Neben Lipiden enthält die Membran Proteine. Sie können in drei Gruppen eingeteilt werden: peripher, eingetaucht (semi-integral) und durchdringend (integral). Die meisten Membranproteine ​​sind Enzyme.

Semiintegrale Proteine ​​bilden auf der Membran ein biochemisches „Förderband“, auf dem Stoffumwandlungen in einer bestimmten Reihenfolge ablaufen.

Die Position eingetauchter Proteine ​​in der Membran wird durch periphere Proteine ​​stabilisiert. Integrale Proteine ​​sorgen für den Informationstransfer in zwei Richtungen: durch die Membran zur Zelle und zurück.

Es gibt zwei Arten von integralen Proteinen:

Träger und Kanäle. Letztere kleiden eine mit Wasser gefüllte Pore aus. Eine Reihe von gelösten anorganischen Stoffen passieren sie von einer Seite der Membran zur anderen.

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Reis. 15. Die Struktur der Plasmamembran.

Die Plasmamembran oder das Plasmalemma begrenzt die Zelle von außen und wirkt als mechanische Barriere. Es transportiert Stoffe in die und aus der Zelle. Die Membran hat die Eigenschaft der Semipermeabilität.

Moleküle passieren es mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten: Je größer die Moleküle, desto langsamer passieren sie die Membran.

Auf der äußeren Oberfläche der Plasmamembran in einer tierischen Zelle werden Protein- und Lipidmoleküle mit Kohlenhydratketten verknüpft, um die Glykokalyx zu bilden. Kohlenhydratketten wirken als Rezeptoren. Dank ihnen wird die interzelluläre Erkennung durchgeführt. Die Zelle erwirbt die Fähigkeit, gezielt auf äußere Einflüsse zu reagieren.

Unter der Plasmamembran befinden sich auf der Seite des Zytoplasmas eine kortikale Schicht und intrazelluläre fibrilläre Strukturen, die für die mechanische Stabilität der Plasmamembran sorgen (Abb. 16).

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In Pflanzenzellen befindet sich außerhalb der Membran ein dichtes Gebilde – die Zellmembran oder Zellwand, bestehend aus Polysacchariden (Cellulose) (Abb. 17).

Reis. 17. Schema der Struktur der Zellwand von Pflanzen. O - Mittelplatte, / - Primärschale (zwei Schichten auf beiden Seiten von 0), 2 - Schichten der Sekundärschale, 3 - Tertiärschale, PM-Plasmamembran, B - Vakuole, I - Kern.

Die Bestandteile der Zellwand werden von der Zelle synthetisiert, aus dem Zytoplasma freigesetzt und außerhalb der Zelle in der Nähe der Plasmamembran zu komplexen Komplexen zusammengesetzt. Die Zellwand in Pflanzen erfüllt eine Schutzfunktion, bildet einen äußeren Rahmen und verleiht Zellen Turgoreigenschaften. Das Vorhandensein einer Zellwand reguliert den Wasserfluss in die Zelle. Dadurch entsteht ein Innendruck, Turgor, der den weiteren Wasserfluss verhindert.

3.3.2.1.1. Transport von Substanzen durch die Plasmamembran Eine der wichtigsten Eigenschaften der Plasmamembran ist ihre Fähigkeit, verschiedene Substanzen in die Zelle hinein oder aus ihr heraus zu transportieren. Dies ist notwendig, um die Konstanz seiner Zusammensetzung (d. h. Homöostase) aufrechtzuerhalten. Der Transport von Substanzen gewährleistet das Vorhandensein des geeigneten pH-Werts und der Ionenkonzentration von Substanzen in der Zelle, die für den effektiven Betrieb von Zellenzymen erforderlich sind, versorgt die Zellen mit Nährstoffen, die als Energiequelle dienen und zur Bildung von Zellkomponenten verwendet werden. Entfernung von toxischen und Sekretion von Substanzen, die für die Zelle notwendig sind, sowie die Schaffung von Ionengradienten, die notwendig sind

23 für Nerven- und Muskelaktivität, verbunden mit dem Transport von Stoffen.

Der Mechanismus des Transports von Substanzen in die und aus der Zelle hängt von der Größe der transportierten Teilchen ab. Kleine Moleküle und Ionen passieren Membranen durch passiven und aktiven Transport. Die Übertragung von Makromolekülen und großen Partikeln erfolgt aufgrund der Bildung von Vesikeln, die von einer Membran umgeben sind, und wird als Endozytose und Exozytose bezeichnet.

3.3.2.1.1.1. Passiver Transport Passiver Transport erfolgt ohne Energieaufwand durch Diffusion, Osmose, erleichterte Diffusion.

Diffusion ist der Transport von Molekülen und Ionen durch eine Membran von einem Bereich mit hoher zu einem Bereich mit niedriger Konzentration, d.h. Stoffe bewegen sich entlang eines Konzentrationsgradienten.

Die Diffusion kann einfach und erleichtert sein. Sind Stoffe gut fettlöslich, dringen sie durch einfache Diffusion in die Zelle ein.

Zum Beispiel diffundieren Sauerstoff, der von Zellen während der Atmung verbraucht wird, und CO2 in Lösung schnell durch Membranen. Die Diffusion von Wasser durch semipermeable Membranen wird als Osmose bezeichnet. Wasser ist auch in der Lage, durch Proteine ​​gebildete Membranporen zu passieren und Moleküle und Ionen von darin gelösten Stoffen zu transportieren.

Fettunlösliche Stoffe, die die Poren nicht passieren, werden von Proteinen mit Hilfe von ebenfalls in der Membran befindlichen Trägerproteinen durch die in der Membran gebildeten Ionenkanäle transportiert. Dies ist eine erleichterte Diffusion. Beispielsweise erfolgt der Eintritt von Glucose in Erythrozyten durch erleichterte Diffusion (Abb. 18).

Reis. 18. Schematische Darstellung des passiven Transports von Molekülen entlang des elektrochemischen Gradienten und des aktiven Transports dagegen. Einfache Diffusion und passiver Transport durch Transportproteine ​​(erleichterte Diffusion) erfolgen spontan. Aktiver Transport erfordert den Einsatz von Stoffwechselenergie. Nur unpolar und

24kleine ungeladene polare Moleküle können die Lipiddoppelschicht durch einfache Diffusion passieren. Der Transfer anderer polarer Moleküle erfolgt mit erheblichen Raten durch Trägerproteine ​​oder kanalbildende Proteine.

3.3.2.1.1.2. Aktiver Transport Aktiver Stofftransport durch die Membran erfolgt unter Aufwendung von ATP-Energie und unter Beteiligung von Trägerproteinen. Sie wird gegen einen Konzentrationsgradienten durchgeführt. Trägerproteine ​​sorgen für einen aktiven Transport von Substanzen wie Aminosäuren, Zucker, Kalium-, Natrium-, Calciumionen usw. durch die Membran (Abb. 19).

Reis. 19. Vorgeschlagenes Schema des aktiven Transfers von Molekülen durch die äußere Plasmamembran.

Ein Beispiel für aktiven Transport ist der Betrieb der Natrium-Kalium-Pumpe.

Die Konzentration von K+ innerhalb der Zelle ist 10- bis 20-mal höher als außerhalb, während die Konzentration von Na+ umgekehrt ist. Dieser Unterschied in den Ionenkonzentrationen wird durch den Betrieb der (Na+–K+)-Pumpe bereitgestellt. Um diese Konzentration aufrechtzuerhalten, werden für jeweils zwei K+-Ionen drei Na+-Ionen aus der Zelle in die Zelle übertragen. Dieser Prozess beinhaltet ein Protein in der Membran, das als Enzym fungiert, das ATP abbaut und die zum Betrieb der Pumpe erforderliche Energie freisetzt.

Die Beteiligung spezifischer Membranproteine ​​am passiven und aktiven Transport weist auf die hohe Spezifität dieses Prozesses hin (Abb. 20).

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3.3.2.1.1.3. Endozytose und Exozytose Makromoleküle und größere Partikel dringen durch Endozytose durch die Membran in die Zelle ein und werden durch Exozytose aus ihr entfernt (Abb. 21).

Während der Endozytose bildet die Plasmamembran Einstülpungen oder Auswüchse, die sich dann, wenn sie sich abschnüren, in intrazelluläre Vesikel verwandeln, die das von der Zelle eingefangene Material enthalten. Absorptionsprodukte gelangen in einem Membranpaket in die Zelle. Diese Prozesse laufen unter Aufwendung von ATP-Energie ab.

Reis. 21. Adhäsion und Assoziation von Doppelschichten während Exozytose und Endozytose. Der extrazelluläre Raum ist oben, er wird durch die Plasmamembran vom Zytoplasma (unten) getrennt. Aufgrund des Vorhandenseins des Adhäsionsstadiums von Doppelschichten wiederholen sich Exozytose und Endozytose nicht in umgekehrter Reihenfolge: Während der Exozytose verkleben zwei dem Zytoplasma zugewandte Monoschichten der Plasmamembran, während während der Endozytose zwei äußere Monoschichten der Membran. In beiden Fällen bleibt die Asymmetrie der Membranen erhalten, und die dem Zytoplasma zugewandte Monoschicht hat immer Kontakt mit dem Zytosol.

26 Es gibt zwei Arten von Endozytose – Phagozytose und Pinozytose (Abb. 22).

Reis. 22. Schema der Pinozytose. Phagozytose bei Amöben.

Phagozytose ist das Einfangen und Absorbieren großer Partikel durch die Zelle (manchmal ganze Zellen und ihre Teile). Spezielle Zellen, die die Phagozytose durchführen, werden Phagozyten genannt. Dadurch bilden sich große Vesikel, sogenannte Phagosomen.

Die Flüssigkeit und darin gelöste Stoffe werden durch Pinozytose von der Zelle aufgenommen.

Die Plasmamembran ist an der Entfernung von Substanzen aus der Zelle beteiligt, dies geschieht im Rahmen der Exozytose. So werden Hormone, Proteine, Fetttröpfchen und andere Zellprodukte aus der Zelle entfernt. Einige von der Zelle ausgeschiedene Proteine ​​werden in Transportvesikel verpackt, kontinuierlich zur Plasmamembran transportiert, verschmelzen mit dieser und öffnen sich in den extrazellulären Raum, wodurch der Inhalt freigesetzt wird. Dies gilt für alle eukaryotischen Zellen.

In anderen, hauptsächlich sekretorischen Zellen, werden bestimmte Proteine ​​in speziellen sekretorischen Vesikeln gespeichert, die erst dann mit der Plasmamembran verschmelzen, wenn die Zelle ein entsprechendes Signal von außen erhält. Diese Zellen sind in der Lage, Substanzen je nach Bedarf des Körpers abzusondern, zum Beispiel in Hormone oder Enzyme (Abb. 23).

27Abb. 23. Zwei Passagewege von sezernierten Proteinen. Einige sezernierte Proteine ​​werden in Transportvesikel verpackt und kontinuierlich sezerniert (der konstitutive Weg). Andere sind in speziellen sekretorischen Vesikeln enthalten und werden nur als Reaktion auf Zellstimulation durch extrazelluläre Signale freigesetzt (regulierter Weg). Der konstitutive Weg wird in allen eukaryontischen Zellen durchgeführt, während der regulierte Weg nur in auf Sekretion spezialisierten Zellen (sekretorischen Zellen) durchgeführt wird.

Eine weitere wichtige Funktion der Membran ist der Rezeptor. Es wird von Molekülen integraler Proteine ​​geliefert, die außen Polysaccharidenden haben.

Die Interaktion des Hormons mit seinem „eigenen“ Rezeptor von außen bewirkt eine Veränderung der Struktur des integralen Proteins, was zur Auslösung einer zellulären Antwort führt. Insbesondere kann sich eine solche Reaktion in der Bildung von "Kanälen" äußern, durch die Lösungen bestimmter Substanzen in die Zelle gelangen oder aus ihr entfernt werden.

Eine der wichtigen Funktionen der Membran besteht darin, Kontakte zwischen Zellen in Geweben und Organen bereitzustellen.

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Reis. 24. Schema der Struktur einer eukaryotischen Zelle (in der Abbildung - Säugetierzellen). Ein gut markiertes Organell des Zellkerns ist der Nukleolus.

3.3.2.2.1. Hyaloplasma Hyaloplasma (basisches Plasma, zytoplasmatische Matrix oder Zytosol) ist die Hauptsubstanz des Zytoplasmas, das den Raum zwischen den Zellorganellen ausfüllt.

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Reis. 26. Trabekuläres Netzwerk aus Hyaloplasma. / - Trabekelfilamente, 2 - Mikrotubuli, 3 - Polysomen, 4 - Zellmembran, 5 - Endoplasmatisches Retikulum, 6 - Mitochondrien, 7 Mikrofilamente.

Hyaloplasma enthält etwa 90 % Wasser und verschiedene Proteine, Aminosäuren, Nukleotide, Fettsäuren, Ionen anorganischer Verbindungen und andere Substanzen.

Große Proteinmoleküle bilden eine kolloidale Lösung, die von einem Sol (nicht viskoser Zustand) in ein Gel (viskos) übergehen kann. Im Hyaloplasma finden enzymatische Reaktionen, Stoffwechselprozesse (Glykolyse), die Synthese von Aminosäuren und Fettsäuren statt. An Ribosomen, die frei im Zytoplasma liegen, findet die Proteinsynthese statt.

Das Hyaloplasma enthält viele Proteinfilamente (Fäden), die das Zytoplasma durchdringen und das Zytoskelett bilden. In tierischen Zellen ist der Organisator des Zytoskeletts der Bereich in der Nähe des Kerns, der die Poren der Zentriolen enthält (Abb. 25, 26).

Das Zytoskelett bestimmt die Form der Zellen, sorgt für die Bewegung des Zytoplasmas, genannt Zyklose.

3.3.2.2.2. Organellen Organellen sind feste Bestandteile einer Zelle, die eine bestimmte Struktur haben und bestimmte Funktionen erfüllen. Sie können in zwei Gruppen eingeteilt werden: Membran und Nicht-Membran. Membranorganellen können eine oder zwei Membranen haben.

Zu den Einzelmembranorganellen des Vakuolensystems gehören:

endoplasmatisches Retikulum (Retikulum), Golgi-Apparat, Lysosomen, Peroxisomen und andere Vakuolen. Zweimembranorganellen umfassen Mitochondrien und Plastiden.

Nicht-Membran-Organellen sind Ribosomen, das Zellzentrum, charakteristisch

30 für tierische Zellen, Mikrotubuli, Mikrofilamente.

3.3.2.2.2.1. Einzelmembranorganellen 3.3.2.2.2.1.1. Endoplasmatisches Retikulum Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist ein System aus Tanks und Kanälen, eine „Wand“

die von der Membran gebildet wird. ER dringt in verschiedene Richtungen in das Zytoplasma ein und teilt es in isolierte Kompartimente (Kompartimente) auf. Dadurch werden in der Zelle spezifische biochemische Reaktionen durchgeführt.

Das endoplasmatische Retikulum erfüllt auch Synthese- und Transportfunktionen.

Befinden sich Ribosomen auf der Oberfläche der Endoplasmamembran, spricht man von rau, sind keine Ribosomen vorhanden, ist sie glatt (Abb. 27). Ribosomen führen die Proteinsynthese durch. Proteine ​​gelangen durch die Membran in EPS-Tanks, wo sie eine Tertiärstruktur annehmen und durch Kanäle zum Verbrauchsort transportiert werden. Im glatten endoplasmatischen Retikulum werden Lipide und Steroide synthetisiert.

Reis. 27. A. Elektronenmikroskopische Aufnahme, die signifikante Unterschiede in der Morphologie des rauen und glatten ER zeigt. Die hier gezeigte Leydig-Zelle produziert Steroidhormone in den Hoden und hat daher ein ungewöhnlich entwickeltes glattes ER. Ein Teil eines großen kugelförmigen Lipidtropfens ist ebenfalls sichtbar. B. Dreidimensionale Rekonstruktion von glatten und rauen ER-Regionen in einer Leberzelle.

31Das raue ER hat seinen Namen von den vielen Ribosomen, die sich auf seiner zytoplasmatischen Oberfläche befinden; es bildet polarisierte Stapel abgeflachter Tanks, von denen jeder einen 20 bis 30 nm breiten Spalt (Hohlraum) aufweist. Die Membranen eines glatten ER sind mit diesen Zisternen verbunden, die ein Netzwerk aus dünnen Röhren mit einem Durchmesser von 30 bis 60 nm sind.

Es wird angenommen, dass die ER-Membran durchgehend ist und einen einzigen Hohlraum begrenzt (L – mit freundlicher Genehmigung von Daniel S. Friend; B – nach R. Krstic, Ultrastructure of the Mammalian Cell. New York: Springer Verlag, 1979).

EPS ist der Hauptort der Biosynthese und des Aufbaus von zytoplasmatischen Membranen.

Die davon abgelösten Vesikel stellen das Ausgangsmaterial für andere Einmembranorganellen dar: den Golgi-Apparat, Lysosomen und Vakuolen.

3.3.2.2.2.1.2. Golgi-Apparat Der Golgi-Apparat ist ein Organell, das 1898 vom italienischen Forscher Camillo Golgi in der Zelle entdeckt wurde.

Der Golgi-Apparat befindet sich normalerweise in der Nähe des Zellkerns. Die größten Golgi-Apparate befinden sich in den sekretorischen Zellen (Abb. 28).

Reis. 28. Schema der Struktur des Golgi-Apparats nach dem Elektronenmikroskop.

Das Hauptelement der Organelle ist eine Membran, die abgeflachte Zisternen - Scheiben - bildet. Sie sind übereinander angeordnet. Jeder Golgi-Stapel (bei Pflanzen Dictyosom genannt) enthält vier bis sechs Zisternen. Die Ränder der Tanks gehen in Röhrchen über, aus denen Blasen (Golgi-Blasen) abgetrennt werden, die die darin enthaltene Substanz zum Ort ihres Verbrauchs transportieren. Die Ablösung der Golgi-Vesikel erfolgt an einem der Pole des Apparates. Im Laufe der Zeit führt dies zum Verschwinden des Panzers. Am gegenüberliegenden Pol der Apparatur werden neue Scheibentanks montiert.

Sie werden aus Vesikeln gebildet, die aus dem glatten endoplasmatischen Retikulum knospen. Der vom ER „geerbte“ Inhalt dieser Vesikel wird zum Inhalt des Golgi-Apparates, in dem er weiterverarbeitet wird (Abb. 29).

32Abb. 29. Verbindung des ER-Hohlraums mit anderen intrazellulären Kompartimenten, mit denen das ER in Kontakt steht. Das ER-Lumen ist sowohl vom Kern als auch vom Zytosol durch nur eine Membran getrennt, während es durch zwei Membranen von den Zisternen des Golgi-Apparats getrennt ist, die in einem Stapel gestapelt sind. In den meisten Fällen können das ER und der Golgi-Apparat als eine einzige funktionelle Einheit betrachtet werden, deren Teile durch Transportvesikel verbunden sind.

Die Funktionen des Golgi-Apparats sind vielfältig: sekretorisch, synthetisch, aufbauend, speichernd. Eine der wichtigsten Funktionen ist die Sekretion. In den Tanks des Golgi-Apparats werden komplexe Kohlenhydrate (Polysaccharide) synthetisiert, ihre Beziehung zu Proteinen wird durchgeführt, was zur Bildung von Mukoproteinen führt. Mit Hilfe von Golgi-Vesikeln werden fertige Geheimnisse außerhalb der Zelle entfernt.

Der Golgi-Apparat bildet ein Glykoprotein (Mucin), das ein wichtiger Bestandteil des Schleims ist; beteiligt sich an der Sekretion von Wachs, Pflanzenkleber.

Manchmal ist der Golgi-Apparat am Transport von Lipiden beteiligt.

Im Golgi-Apparat werden Eiweißmoleküle vergrößert. Es ist am Aufbau der Plasmamembran und der Vakuolenmembran beteiligt. Es bildet Lysosomen.

3.3.2.2.2.1.3. Lysosomen Lysosomen (aus dem Griechischen Lyse - Zerstörung, Spaltung, Soma - Körper) - Vesikel größerer oder kleinerer Größe, gefüllt mit hydrolytischen Enzymen (Proteasen, Nukleasen, Lipasen und andere) (Abb. 30).

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Lysosomen in Zellen sind keine unabhängigen Strukturen. Sie werden aufgrund der Aktivität des endoplasmatischen Retikulums und des Golgi-Apparats gebildet und ähneln sekretorischen Vakuolen. Die Hauptfunktion von Lysosomen ist die intrazelluläre Spaltung und Verdauung von Substanzen, die in die Zelle eingetreten sind oder sich in ihr befinden, und die Entfernung aus der Zelle.

Es gibt primäre und sekundäre Lysosomen (Verdauungsvakuolen, Autolysosomen, Restkörper).

Primäre Lysosomen sind Vesikel, die durch eine einzige Membran vom Zytoplasma abgegrenzt sind. Enzyme, die sich in Lysosomen befinden, werden auf dem rauhen endoplasmatischen Retikulum synthetisiert und zum Golgi-Apparat transportiert. In den Tanks des Golgi-Apparats werden Stoffe weiter umgewandelt. Blasen mit einer Reihe von Enzymen, die von den Tanks des Golgi-Apparats getrennt sind, werden als primäre Lysosomen bezeichnet (Abb. 31). Sie sind an der intrazellulären Verdauung und manchmal an der Sekretion von Enzymen beteiligt, die von der Zelle nach außen freigesetzt werden. Dies geschieht zum Beispiel, wenn Knorpel während der Entwicklung durch Knochengewebe ersetzt wird, wenn Knochengewebe als Reaktion auf Schäden wieder aufgebaut wird. Osteoklasten (Zerstörerzellen) sorgen durch Sekretion hydrolytischer Enzyme für die Zerstörung der mineralischen Basis und des organischen Rückgrats der Knochenmatrix. Der angesammelte "Schutt" wird einer intrazellulären Verdauung unterzogen. Osteoblasten (Zellbauer) bilden neue Knochenbausteine.

Reis. 31. Bildung von Lysosomen und ihre Beteiligung an zellulären Prozessen: / - Synthese von hydrolytischen Enzymen im ER, 2 - ihr Übergang zu AG, 3 - Bildung von primären Lysosomen, 4 - Freisetzung und Verwendung (5) von Hydrolasen während der extrazellulären Spaltung, 6 - endozytische Vakuolen, 7 - Fusion primärer Lysosomen mit ihnen, 8 - Bildung sekundärer Lysosomen, 9 - Telolisosomen, 10 - Ausscheidung von Restkörpern, // - primäre Lysosomen nehmen an der Bildung von Autophagosomen teil (12).

34 Primäre Lysosomen können mit phagozytischen und pinozytischen Vakuolen verschmelzen, um sekundäre Lysosomen zu bilden. Sie verdauen Substanzen, die durch Endozytose, ihre Assimilation, in die Zelle gelangt sind. Sekundäre Lysosomen sind Verdauungsvakuolen, deren Enzyme von kleinen primären Lysosomen abgegeben werden. Sekundäre Lysosomen (Verdauungsvakuolen) in Protozoen (Amöben, Ciliaten) dienen der Nahrungsaufnahme. Sekundäre Lysosomen können beispielsweise eine Schutzfunktion übernehmen, wenn Leukozyten (Phagozyten) in den Körper gelangte Bakterien einfangen und verdauen.

Die Verdauungsprodukte werden von der Zelle absorbiert, aber ein Teil des Materials kann unverdaut bleiben. Sekundäre Lysosomen, die unverdautes Material enthalten, werden Restkörper oder Telolisosomen genannt. Üblicherweise werden Restkörper über die Plasmamembran ausgeschieden (Exozytose).

Beim Menschen sammelt sich während der Alterung des Körpers in den Restkörpern der Zellen des Gehirns, der Leber und der Muskelfasern das „Alterungspigment“ an - Lipofuszin.

Autolysosomen (autophage Vakuolen) sind in Protozoen-, Pflanzen- und Tierzellen vorhanden. In diesen Lysosomen werden die verbrauchten Organellen der Zelle selbst (EPS, Mitochondrien, Ribosomen, Glykogenkörner, Einschlüsse usw.) zerstört. In Leberzellen beispielsweise beträgt die durchschnittliche Lebensdauer eines Mitochondriums etwa 10 Tage. Nach dieser Zeit umgeben die Membranen des endoplasmatischen Retikulums die Mitochondrien und bilden ein Autophagosom. Autophagosomen verschmelzen mit Lysosomen zu einem Autophagolysosom, in dem Mitochondrien abgebaut werden.

Der Prozess der Zerstörung von Strukturen, die die Zelle nicht benötigt, wird als Autophagie bezeichnet. Die Anzahl der Autolysosomen nimmt mit Zellschädigung zu. Als Folge der Freisetzung des Inhalts von Lysosomen in das Zytoplasma kommt es zur Selbstzerstörung oder Autolyse der Zelle. Bei einigen Differenzierungsprozessen kann Autolyse die Norm sein.

Zum Beispiel, wenn der Schwanz einer Kaulquappe bei ihrer Verwandlung in einen Frosch verschwindet. Lysosomenenzyme sind an der Autolyse toter Zellen beteiligt (siehe Abb.

Es sind mehr als 25 genetische Krankheiten bekannt, die mit der Pathologie von Lysosomen in Verbindung stehen. Beispielsweise kann es in Lysosomen zu einer Ansammlung von Glykogen kommen, wenn das entsprechende Enzym fehlt.

3.3.2.2.2.1.4. Vakuolen Das Zytoplasma von Pflanzenzellen enthält Vakuolen. Sie können klein und groß sein. Die zentralen Vakuolen sind durch eine einzige Membran, den Tonoplasten, vom Zytoplasma getrennt. Zentrale Vakuolen werden aus kleinen Bläschen gebildet, die sich vom endoplasmatischen Retikulum abspalten. Die Vakuolenhöhle ist mit Zellsaft gefüllt, einer wässrigen Lösung, die verschiedene anorganische Salze, Zucker, organische Säuren und andere Substanzen enthält (Abb. 32);

Die zentrale Vakuole erfüllt die Funktion, den Turgordruck aufrechtzuerhalten

35 Käfig. Vakuolen speichern das für die Photosynthese notwendige Wasser, Nährstoffe (Proteine, Zucker usw.) und Stoffwechselprodukte, die aus der Zelle entfernt werden sollen. Farbbestimmende Pigmente wie Anthocyane werden in Vakuolen abgelagert.

Reis. 32. Vakuole. Sehr große Vesikel, die von einer einzigen Membran umgeben sind und bis zu 90 % des Zellvolumens einnehmen. Sie füllen die freien Räume der Zelle aus und sind auch an der Zellverdauung beteiligt.

Einige Vakuolen ähneln Lysosomen. Beispielsweise werden Samenproteine ​​in Aleuron-Vakuolen gespeichert, die sich bei Dehydrierung in Aleuron-Körner verwandeln. Wenn Samen keimen, dringt Wasser in die Körner ein und sie verwandeln sich wieder in Vakuolen. In diesen Vakuolen werden Enzymproteine ​​aktiv, die beim Abbau von Speicherproteinen helfen, die während der Samenkeimung verwendet werden.

Das endoplasmatische Retikulum, der Golgi-Apparat, Lysosomen und Vakuolen bilden das Vakuolensystem der Zelle, dessen einzelne Elemente bei der Umlagerung und Funktionsänderung von Membranen ineinander übergehen können.

3.3.2.2.2.1.5. Peroxisomen Peroxisomen sind winzige Vesikel, die eine Reihe von Enzymen enthalten (Abb.

33). Organellen haben ihren Namen von Wasserstoffperoxid, einem Zwischenprodukt in der Kette biochemischer Reaktionen, die in der Zelle ablaufen. Peroxisom-Enzyme, hauptsächlich Katalase, neutralisieren giftiges Wasserstoffperoxid (H2O2), wodurch es sich unter Freisetzung von Wasser und Sauerstoff zersetzt.

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1 Gesundheitsministerium der Russischen Föderation Staatliche Haushaltsbildungseinrichtung für höhere Berufsbildung Erste Moskauer Staatliche Medizinische Universität, benannt nach I.M. Sechenov BIOLOGIE-LEHRBUCH für Studenten höherer Bildungseinrichtungen Herausgegeben von Akademiker der Russischen Akademie für Bildung N.V. Chebyshev empfahl SBEI HPE Erste Moskauer Staatliche Medizinische Universität, benannt nach I.M. Sechenov als Lehrbuch für Studenten von Hochschulen, die in der Fachgruppe "Gesundheits- und Medizinwissenschaften" in der Disziplin "Biologie" studieren MEDICAL INFORMATION AGENCY MOSKAU 2016

2 UDC 57(075.8) LBC 28ya73 B63 Eine positive Bewertung wurde vom Sachverständigenrat für die Überprüfung von Bildungspublikationen ESR-774 erhalten. Erste Moskauer Staatliche Medizinische Universität, benannt nach I.M. Sechenov FGAU „FIRO“ des Ministeriums für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation 425 vom 01. September 2015. Autorenteam Die Autoren des Lehrbuchs „Biologie“ sind Mitarbeiter der Abteilung für Biologie und allgemeine Genetik der Ersten Moskauer Staatsmedizin Universität benannt nach I.M. Sechenov: Nikolai Vasilyevich Chebyshev, Akademiker der Russischen Akademie für Bildung, Professor, Doktor der medizinischen Wissenschaften, Abteilungsleiterin Iza Avtandilovna Berechikidze, Kandidatin für Biowissenschaften, außerordentliche Professorin Elena Sergeevna Gorozhanina, Kandidatin für biologische Wissenschaften, außerordentliche Professorin Galina Georgievna Grineva, Kandidatin der Biowissenschaften, außerordentliche Professorin Elena Anatolyevna Grishina, Kandidatin der biologischen Wissenschaften, außerordentliche Professorin Marina Valerievna Kozar, Kandidatin der biologischen Wissenschaften, außerordentliche Professorin Yulia Borisovna Lazareva, Kandidatin der medizinischen Wissenschaften, außerordentliche Professorin Svetlana Nikolaevna Larina, Kandidatin der biologischen Wissenschaften, Mitarbeiterin Professor Larisa Mikhailovna Romanova, Dozentin Tatyana Viktorovna Sakharova, Kandidatin für biologische Wissenschaften, außerordentliche Professorin Alla Viktorovna Filippova , Kandidatin für medizinische Wissenschaften, außerordentliche Professorin Tatyana Viktorovna Viktorova, Doktorin der medizinischen Wissenschaften, Professorin, Leiterin der Abteilung für Biologie des Baschkirischen Staates Medizinische Universität Die allgemeine Ausgabe des Buches wurde vom Akademiker der Russischen Akademie für Bildung N.V. Chebyshev B63 Biologie: Lehrbuch für Studierende der Hochschulen / Ed. akad. RAO N.V. Tschebyschew. M.: LLC "Verlag "Medical Information Agency", S.: ill. ISBN Das Lehrbuch wurde von den Mitarbeitern der Abteilung für Biologie und allgemeine Genetik der Ersten Staatlichen Medizinischen Universität Moskau, benannt nach I.M. Sechenov im Rahmen des Biologieprogramms für Studenten der medizinischen Universitäten und medizinischen Fakultäten der Universitäten, die in der Fachgruppe "Gesundheits- und Medizinwissenschaften" studieren. Das Lehrbuch besteht aus zehn Kapiteln, die nacheinander die biologischen Grundlagen des Lebens auf allen Ebenen der Organisation des Lebendigen untersuchen. Bei der Vorbereitung der Materialien nutzten die Autoren moderne Errungenschaften der Biologie. Eine große Menge an Informationen ist gut systematisiert, das Material enthält zahlreiche visuelle Tabellen, Diagramme, Zeichnungen, nach jedem Kapitel werden Kontrollfragen und Aufgaben gegeben, was eine schnelle und bequeme Suche ermöglicht und den Schülern hilft, sich auf praktische Übungen und Prüfungen vorzubereiten. Das Buch wird von der Ersten Moskauer Staatlichen Medizinischen Universität empfohlen, die nach I.M. Sechenov als Lehrbuch für Studenten von Bildungseinrichtungen der höheren Berufsbildung. Für Studierende medizinischer, biologischer Universitäten sowie Lehrende und Forschende. UDC 57(075.8) LBC 28ya73 ISBN Chebyshev N.V., Autorenteam, 2016 First Moscow State Medical University benannt nach I.M. Sechenov vom Gesundheitsministerium Russlands, 2016 Design. Medical Information Agency Publishing House LLC, 2016 Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung der Urheberrechtsinhaber in irgendeiner Form reproduziert werden.

3 Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Kapitel 1. Biologie - die Wissenschaft vom Leben Einführung in die Biologie Die wichtigsten Eigenschaften lebender Organismen Der Systembegriff. Systemischer Ansatz Organisationsebenen von Lebewesen Ursachen für die Entstehung struktureller Organisationsebenen von Lebewesen Kapitel 2. Biologie der Zelle Grundlagen der Zytologie Methoden zur Untersuchung der Zelle Allgemeiner Aufbau der Zelle Chemische Zusammensetzung der Zelle Organische Substanzen der Zelle Proteine ​​Enzyme Lipide Kohlenhydrate Nukleinsäuren DNA (Desoxyribonukleinsäure) RNA (Ribonukleinsäure) ATP (Adenosintriphosphorsäure) ) Die Zelle ist die elementare Einheit der lebenden nichtzellulären Lebensformen. Viren Zelluläre Lebensformen Prokaryotisches Superreich Eukaryotisches Superreich Oberflächenzellapparat Zytoplasma Zellkern Hauptunterschiede zwischen pflanzlichen und tierischen Zellen Stoffwechsel und Energieumwandlung Photosynthese Chemosynthese Energiestoffwechsel Zellteilung Zellzyklus Mitose Amitose Endomitose und Polyploidisierung Regulation des Zellzyklus Nekrose. Apoptose Kapitel 3. Vermehrung von Organismen Methoden und Formen der Vermehrung Asexuelle Vermehrung Sexuelle Vermehrung Gametogenese Meiose Primäre Keimzellen Kapitel 4. Genetik Chromosomen (Chromatin) Telomerregionen eukaryotischer Chromosomen Telomerlänge und Alterung beim Menschen Chemische Zusammensetzung eukaryotischer Chromosomen

4 4 Inhalt Grade der Chromatinverdichtung Heterochromatin und Euchromatin Vererbungsmuster von Merkmalen, die durch Kerngene kontrolliert werden Autosomale Vererbung Analyse von Kreuzungen Interaktion von Genen Allelische Gene Nichtallelische Gene Chromosomale Vererbungstheorie Vollständige Verknüpfung Unvollständige Verknüpfung Chromosomaler Mechanismus der Geschlechtsbestimmung Entwicklung von Geschlechtsmerkmalen in Säugetiere und Menschen Vererbung geschlechtsgebundener Merkmale Molekulargenetik Nachweis der Rolle von Nukleinsäuren bei der Speicherung und Übertragung genetischer Informationen. Experimente von Griffith und Avery DNA RNA-Modell DNA-Replikation DNA-Schadensreparatur Realisierung genetischer Informationen Eigenschaften des genetischen Codes Transkription RNA-Verarbeitung Translation Posttranslationale Veränderungen in Proteinen Merkmale der Translation in Prokaryoten und Eukaryoten Regulation der Genexpression Regulation der Transkription Transkriptionsfaktoren Induktion der Transkription Aktivität unter Verwendung von Faktoren der externen und internen Umgebung Regulation der Genexpression in Prokaryoten Regulation der Genexpression in Eukaryoten Niveaus der Regulation der Genexpression in Eukaryoten Variabilität und ihre Formen Phänotypische (Modifikations-)Variabilität Genotypische Variabilität Kombinationsvariabilität Mutationsvariabilität Gen- oder Punktmutationen Chromosomenmutationen oder Aberrationen Genomische Mutationen Mutagene Faktoren Medizinische Genetik Erbkrankheiten des Menschen Erbkrankheiten Chromosomenerkrankungen Krankheiten mit erblicher Veranlagung (multifaktoriell) Erbkrankheiten somatischer Zellen Krankheiten mit genetische Inkompatibilität zwischen Mutter und Fötus Mitochondriale Erkrankungen Trinukleotid-Repeat-Expansion-Erkrankungen Methoden zur Untersuchung der Humangenetik Genealogische Methode

5 Inhaltsverzeichnis Zwillingsmethode Zytogenetische Methode Populationsstatistische Methode Somatische Zellgenetische Methode Biochemische Methode Dermatoglyphische Methode Molekulargenetische Methode Pränataldiagnostische Methoden Anwendung molekularbiologischer Methoden in der Medizin Gentechnik. Gewinnung von Insulin Stammzellen, therapeutisches Klonen, reproduktives Klonen Prinzip der Gentherapie Genetische Grundlagen der Karzinogenese Genomik Neue Richtungen in der Erforschung der Genetik Immungenetik Pharmakogenetik Pharmakogenomik Kapitel 5. Individuelle Entwicklung von Organismen Gastrulation Histo- und Organogenese Provisorische Organe von Wirbeltierembryos Entwicklung des Menschen Embryo Zwillinge Entwicklungsstörungen In-vitro-Fertilisation Muster der individuellen Entwicklung Entwicklungsgeschichte der Embryologie Embryologie und Genetik Entwicklungsstadien der Entwicklungsgenetik Eigenschaften der Ontogenese Mechanismen der Ontogenese Genetische Mechanismen der Zelldifferenzierung Embryonale Induktion Genetische Steuerung der Entwicklung Integrität der Ontogenese Allgemeine Muster der Embryogenese ( Gesetz Genetische Mechanismen der Embryonalentwicklung Allgemeine Regulationsmuster der Ontogenese Unterschiedliche Aktivität von Genen während der Entwicklung Homologie von Genen, die die frühe Entwicklung steuern Postnatale Entwicklung des Menschen Entwicklungsstadien von Organismen Altern und Tod Regeneration Transplantation

8 8 Inhalt 8.3. Phylogenie des Kreislaufsystems der Wirbeltiere Phylogenie des Urogenitalsystems der Wirbeltiere Evolution des Ausscheidungssystems Beziehung zwischen Ausscheidungs- und Fortpflanzungssystem bei Wirbeltieren Kapitel 9. Ursprung und Entwicklungsstufen des Menschen Evolution (Nicht-Anthropen) Molekulare Anthropogenetik Besiedlung des modernen Menschen auf die Erde Hypothesen über die Entstehung menschlicher Rassen Adaptive ökologische Menschentypen Erosion von Rassen Faktoren der Anthropogenese Kapitel 10. Ökologie Lehre von der Biosphäre Der Aufbau der Erdschalen und die Beteiligung an ihrer Bildung von lebenden Organismen Evolutionsstufen der Biosphäre Zyklen von Stoffe Allgemeine Ökologie Fachgebiet Ökologie Faktorökologie Das Konzept der Umweltfaktoren Die Wirkung von Umweltfaktoren auf Organismen Das Konzept der limitierenden Faktoren Wechselwirkung von Faktoren Anpassung von Organismen an Umwelt Aufbau der Biosphäre Biozönose, Ökosystem, Bestandteile von Ökosystemen Nahrungsketten. Lebensmittelniveaus. Energietransfer durch Nahrungsebenen Ökologische Sukzessionen Künstliche Ökosysteme Agrozönosen Biotische Faktoren Intraspezifische biotische Faktoren Ökologisches Nischenkonzept Klassifikation interspezifischer Wechselwirkungen Populationsökologie Ökologische Eigenschaften von Populationen Anzahl und Dichte von Populationen Populationsdynamik. Bevölkerungswachstumsrate. Arten des Bevölkerungswachstums Bedeutung der Gesetze der Populationsökologie für das nachhaltige Funktionieren der Biosphäre und die Nutzung ihrer Ressourcen durch den Menschen Wechselwirkungen zwischen Mensch und Biosphäre Arten menschlicher Eingriffe in die Biosphäre und ihre Ressourcen Künstliche urbane Ökosysteme der Stadt Humanökologie Gegenstand und Aufgabe der Humanökologie Zusammenhang zwischen menschlicher Gesundheit und Umwelt Literatur Stichwortverzeichnis


Gesundheitsministerium der Stadt Moskau Staatliche Haushaltsfachbildungseinrichtung des Gesundheitsministeriums der Stadt Moskau "Medical College 2" GENEHMIGT GENEHMIGT von der Methodik

Molekulare und zytologische Grundlagen des menschlichen Lebens Semantischer Teil 1. Molekular-zelluläre Ebene der Lebensorganisation 1. Definition der Biologie als Wissenschaft. Ort und Aufgaben der Biologie in der Ausbildung

Biologie. In 2 Büchern. Ed. VN Yarygina Autoren: Yarygin V.N., Vasilyeva V.I., Volkov I.N., Sinelshchikova V.V. 5. Aufl., rev. und zusätzlich - M.: Higher School, 2003. Buch 1-432f., Buch 2-334f. Das Buch (1. und 2.) Highlights

UNTERRICHT THEMATISCHE PLANUNG 10 KLASSE 21 UNTERRICHT THEMATISCHE PLANUNG „BIOLOGIE. 10. KLASSE. PROFILEBENE“ Die Planung orientiert sich am Programm „Biologie. 10 11 Klassen. Profil

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S. I. Kolesnikov Biology: Tutor's Manual Textbook Dritte Ausgabe, überarbeitet und ergänzt von KNORUS MOSKAU 2014 UDC 573 LBC 28,0 K60 Gutachter: V. F. Valkov, Dr. Wissenschaften, Prof., L. A.

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Name: Biologie
Chebyshev N.V.
Das Erscheinungsjahr: 2005
Die Größe: 13,71 MB
Format: pdf
Sprache: Russisch

Das vorliegende Buch umreißt die Hauptbereiche der Biologie, die Fragen der molekulargenetischen, zellulären, organismischen, populationsspezifischen, biozönotischen, biosphärischen Organisationsebene des Lebendigen aufwerfen. Eine große Anzahl an Anschauungsmaterial ermöglicht es Ihnen, den Lernstoff besser zu beherrschen. Für Medizinstudenten.

Name: Medizinische Parasitologie und parasitäre Erkrankungen
Khodzhayan A.B., Kozlov S.S., Golubeva M.V.
Das Erscheinungsjahr: 2014
Die Größe: 9,21 MB
Format: pdf
Sprache: Russisch
Beschreibung: Das Buch "Medizinische Parasitologie und parasitäre Krankheiten", herausgegeben von Khodjayan AB, et al., betrachtet die Hauptmaterialien, die parasitäre Krankheiten und ihre Pathogene charakterisieren. Die Klassifizierung ist angegeben ... Laden Sie das Buch kostenlos herunter

Name: Biomembranen: Molekulare Struktur und Funktionen
Gennis R.
Das Erscheinungsjahr: 1997
Die Größe: 4,4 MB
Format: djvu
Sprache: Russisch
Beschreibung: Biomembranes: Molecular Structure and Function, Hrsg., Gennis R., untersucht die Histologie, Physiologie und Biochemie von Zellmembranen. Die Struktur der Membran wird beschrieben, ihre Hauptmerkmale in verschiedenen ... Laden Sie das Buch kostenlos herunter

Name: Allgemeine Biologie
Makeev V.A.
Das Erscheinungsjahr: 1997
Die Größe: 1,7 MB
Format: pdf
Sprache: Russisch
Beschreibung: In dem hier betrachteten Buch schreibt Makeev V.A. "Allgemeine Biologie" umreißt die Hauptabschnitte der Biologie, die sich mit Fragen der Molekulargenetik, Zellularität, Organismen, Populationsspezif... Laden Sie das Buch kostenlos herunter

Name: Medizinische Parasitologie
Genis D.E.
Das Erscheinungsjahr: 1991
Die Größe: 3,87 MB
Format: djvu
Sprache: Russisch
Beschreibung: In dem von Genis D.E. herausgegebenen Praxisleitfaden "Medizinische Parasitologie" werden die Fragen der praktischen Parasitologie behandelt: Vertreter von Parasiten werden mit einer detaillierten Beschreibung ihrer Eigenschaften behandelt und ... Laden Sie das Buch kostenlos herunter

Name: Handbuch der medizinischen Parasitologie
Alimkhodzhaeva P.R., Zhuravleva R.A.
Das Erscheinungsjahr: 2004
Die Größe: 24,17 MB
Format: pdf
Sprache: Russisch
Beschreibung: In dem von Alimkhodzhaev P. R. herausgegebenen Lehrbuch "Leitfaden für medizinische Parasitologie" werden die Probleme der praktischen Parasitologie behandelt: Sie behandeln die Vertreter von Parasiten mit einer detaillierten Beschreibung ... Laden Sie das Buch kostenlos herunter

Name: Medizinische Parasitologie
Myandina G.I., Tarasenko E.V.,
Das Erscheinungsjahr: 2013
Die Größe: 26,62 MB
Format: pdf
Sprache: Russisch
Beschreibung: In dem von Myandina G.I., et al., herausgegebenen Lehrbuch "Medizinische Parasitologie" werden die Probleme der praktischen Parasitologie behandelt: Vertreter von Parasiten werden mit einer detaillierten Beschreibung ihrer Eigenschaften behandelt ... Laden Sie das Buch kostenlos herunter

Name: Medizinische Parasitologie
Chebyshev N.V.
Das Erscheinungsjahr: 2012
Die Größe: 13,19 MB
Format: pdf
Sprache: Russisch
Beschreibung: Das Buch "Medizinische Parasitologie" unter der Herausgeberschaft von Chebyshev N.V. betrachtet die Hauptmaterialien der Protozoologie. Die morphologischen Merkmale der Struktur von Vertretern von Protozoen und Arthropoden werden beschrieben. und auch ... Laden Sie das Buch kostenlos herunter

Name: Grundlagen der medizinischen Parasitologie
Bazhora Yu.I.
Das Erscheinungsjahr: 2001
Die Größe: 3,37 MB
Format: pdf
Sprache: Russisch
Beschreibung: Der Praxisführer „Fundamentals of Medical Parasitology“, herausgegeben von Y. I. Bazhora, befasst sich mit den Grundfragen der Parasitologie.

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