Biologjia si shkencë

Biologjia(nga greqishtja. bios- një jetë, logot- fjala, shkencë) është një kompleks shkencash për jetën e egër.

Lënda e biologjisë janë të gjitha manifestimet e jetës: struktura dhe funksionet e qenieve të gjalla, diversiteti, origjina dhe zhvillimi i tyre, si dhe ndërveprimi me mjedisin. Detyra kryesore e biologjisë si shkencë është të interpretojë të gjitha dukuritë e natyrës së gjallë mbi baza shkencore, duke marrë parasysh se i gjithë organizmi ka veti që janë thelbësisht të ndryshme nga përbërësit e tij.

Termi "biologji" gjendet në veprat e anatomistëve gjermanë T. Roose (1779) dhe K. F. Burdach (1800), por vetëm në vitin 1802 u përdor për herë të parë në mënyrë të pavarur nga J. B. Lamarck dhe G. R. Treviranus për t'iu referuar shkencës. që studion organizmat e gjallë.

Shkenca Biologjike

Aktualisht, biologjia përfshin një sërë shkencash që mund të sistemohen sipas kritereve të mëposhtme: sipas temës dhe metodave kërkimore mbizotëruese dhe sipas nivelit të studiuar të organizimit të natyrës së gjallë. Sipas lëndës së studimit, shkencat biologjike ndahen në bakteriologji, botanikë, virologji, zoologji, mikologji.

Botanikëështë një shkencë biologjike që studion në mënyrë të gjithanshme bimët dhe mbulesën bimore të Tokës. Zoologjia- një degë e biologjisë, shkencës së diversitetit, strukturës, jetës, shpërndarjes dhe marrëdhënies së kafshëve me mjedisin, origjinën dhe zhvillimin e tyre. Bakteriologjia- shkencë biologjike që studion strukturën dhe veprimtarinë jetësore të baktereve, si dhe rolin e tyre në natyrë. Virologjiaështë shkenca biologjike që studion viruset. Objekti kryesor i mykologjisë janë kërpudhat, struktura e tyre dhe tiparet e jetës. Likenologjia- shkencë biologjike që studion likenet. Bakteriologjia, virologjia dhe disa aspekte të mykologjisë shpesh konsiderohen si pjesë e mikrobiologjisë - një degë e biologjisë, shkencës së mikroorganizmave (bakteret, viruset dhe kërpudhat mikroskopike). Sistematika, ose taksonomia, është një shkencë biologjike që përshkruan dhe klasifikon në grupe të gjitha krijesat e gjalla dhe të zhdukura.

Nga ana tjetër, secila nga shkencat e listuara biologjike ndahet në biokimi, morfologji, anatominë, fiziologji, embriologji, gjenetikë dhe taksonomi (të bimëve, kafshëve ose mikroorganizmave). Biokimiaështë shkenca e përbërje kimike materiet e gjalla, proceset kimike që ndodhin në organizmat e gjallë dhe që qëndrojnë në themel të aktivitetit të tyre jetësor. Morfologjia- shkencë biologjike që studion formën dhe strukturën e organizmave, si dhe modelet e zhvillimit të tyre. Në një kuptim të gjerë, ai përfshin citologjinë, anatominë, histologjinë dhe embriologjinë. Të dallojë morfologjinë e kafshëve dhe bimëve. Anatomia- Kjo është një degë e biologjisë (më saktë, morfologjia), një shkencë që studion strukturën e brendshme dhe formën e organeve, sistemeve dhe trupit në tërësi. Anatomia e bimëve konsiderohet si pjesë e botanikës, anatomia e kafshëve konsiderohet si pjesë e zoologjisë dhe anatomia e njeriut është një shkencë më vete. Fiziologjia- shkencë biologjike që studion proceset e veprimtarisë jetësore të organizmave bimorë dhe shtazorë, sistemet e tyre individuale, organet, indet dhe qelizat. Ka fiziologji të bimëve, kafshëve dhe njerëzve. Embriologjia (biologjia e zhvillimit)- seksioni i biologjisë, shkencës së zhvillimin individual organizmit, duke përfshirë zhvillimin e embrionit.

Objekt gjenetike janë modele të trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë. Aktualisht, është një nga shkencat biologjike më dinamike në zhvillim.

Sipas nivelit të organizimit të natyrës së gjallë të studiuar, dallohen biologjia molekulare, citologjia, histologjia, organologjia, biologjia e organizmave dhe sistemet mbiorganizmale. Biologjia molekulare është një nga degët më të reja të biologjisë, një shkencë që studion, në veçanti, organizimin e informacionit trashëgues dhe biosintezën e proteinave. Citologjia, ose biologjia e qelizave, është një shkencë biologjike, objekt studimi i së cilës janë qelizat e organizmave njëqelizorë dhe shumëqelizorë. Histologjia- shkencë biologjike, një pjesë e morfologjisë, objekti i së cilës është struktura e indeve të bimëve dhe kafshëve. Fusha e organologjisë përfshin morfologjinë, anatominë dhe fiziologjinë e organeve të ndryshme dhe sistemeve të tyre.

Biologjia e organizmave përfshin të gjitha shkencat që kanë të bëjnë me organizmat e gjallë, p.sh. etologji shkenca e sjelljes së organizmave.

Biologjia e sistemeve mbiorganizmave ndahet në biogjeografi dhe ekologji. Studimet e shpërndarjes së organizmave të gjallë biogjeografia, ndërsa ekologjisë- organizimi dhe funksionimi i sistemeve mbiorganizmave në nivele të ndryshme: popullata, biocenoza (komunitete), biogjeocenoza (ekosisteme) dhe biosferë.

Sipas metodave mbizotëruese të kërkimit, mund të veçohen biologjia përshkruese (për shembull, morfologjia), eksperimentale (për shembull, fiziologjia) dhe teorike.

Identifikimi dhe shpjegimi i rregullsive të strukturës, funksionimit dhe zhvillimit të kafshëve të egra nivele të ndryshme organizimi i tij është detyrë biologjisë së përgjithshme . Ai përfshin biokiminë, biologjinë molekulare, citologjinë, embriologjinë, gjenetikën, ekologjinë, shkencën evolucionare dhe antropologjinë. doktrina evolucionare studion arsyet forcat lëvizëse, mekanizmat dhe modelet e përgjithshme të evolucionit të organizmave të gjallë. Një nga seksionet e tij është paleontologji- shkenca, objekt i së cilës janë mbetjet fosile të organizmave të gjallë. Antropologjia- një pjesë e biologjisë së përgjithshme, shkencës për origjinën dhe zhvillimin e njeriut si specie biologjike, si dhe diversitetin e popullatave të njeriut modern dhe modelet e ndërveprimit të tyre.

Aspektet e aplikuara të biologjisë i caktohen fushës së bioteknologjisë, mbarështimit dhe shkencave të tjera me zhvillim të shpejtë. Bioteknologjia thirrur shkenca biologjike, i cili studion përdorimin e organizmave të gjallë dhe proceset biologjike në prodhim. Përdoret gjerësisht në ushqim (pjekje, djathëbërje, birre, etj.) dhe në industrinë farmaceutike (për marrjen e antibiotikëve, vitaminave), për trajtimin e ujit etj. Përzgjedhja- shkenca e metodave për krijimin e racave të kafshëve shtëpiake, varieteteve të bimëve të kultivuara dhe llojeve të mikroorganizmave me të nevojshme për një person Vetitë. Përzgjedhja kuptohet edhe si procesi i ndryshimit të organizmave të gjallë, i kryer nga njeriu për nevojat e tij.

Progresi i biologjisë është i lidhur ngushtë me suksesin e shkencave të tjera natyrore dhe ekzakte, si fizika, kimia, matematika, shkenca kompjuterike etj. Për shembull, mikroskopia, ultratingulli (ultratingulli), tomografia dhe procese të tjera që ndodhin në sistemet e gjalla do të ishin. e pamundur pa përdorimin e metodave kimike dhe fizike. Përdorimi i metodave matematikore lejon, nga njëra anë, të identifikojë praninë e një lidhjeje të rregullt midis objekteve ose fenomeneve, të konfirmojë besueshmërinë e rezultateve të marra dhe nga ana tjetër, të modelojë një fenomen ose proces. Kohët e fundit, metodat kompjuterike, si modelimi, janë bërë gjithnjë e më të rëndësishme në biologji. Në kryqëzimin e biologjisë dhe shkencave të tjera, kanë lindur një sërë shkencash të reja, si biofizika, biokimia, bionika etj.

Arritjet në biologji

Ngjarjet më të rëndësishme në fushën e biologjisë që ndikuan në të gjithë rrjedhën e zhvillimit të saj të mëtejshëm janë: krijimi i strukturës molekulare të ADN-së dhe roli i saj në transmetimin e informacionit në lëndën e gjallë (F. Crick, J. Watson, M. Wilkins); deshifrimi i kodit gjenetik (R. Holly, H. G. Koran, M. Nirenberg); zbulimi i strukturës së gjenit dhe rregullimi gjenetik i sintezës së proteinave (A. M. Lvov, F. Jacob, J. L. Monod dhe të tjerë); formulimi i teorisë së qelizave (M. Schleiden, T. Schwann, R. Virchow, K. Baer); studimi i modeleve të trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë (G. Mendel, H. de Vries, T. Morgan dhe të tjerë); formulimi i parimeve të sistematikës moderne (C. Linnaeus), teorisë evolucionare (C. Darwin) dhe doktrinës së biosferës (V. I. Vernadsky).

Rëndësia e zbulimeve të dekadave të fundit ende nuk është vlerësuar, megjithatë, arritjet më të rëndësishme të biologjisë janë njohur si: deshifrimi i gjenomit të njerëzve dhe organizmave të tjerë, përcaktimi i mekanizmave për kontrollin e rrjedhës së informacionit gjenetik në qelizë. dhe organizmi në zhvillim, mekanizmat për rregullimin e ndarjes dhe vdekjes qelizore, klonimin e gjitarëve dhe zbulimin e patogjenëve "sëmundja e lopës së çmendur (prionet).

Puna për programin "Gjenomi i njeriut", i cili u krye njëkohësisht në disa vende dhe u përfundua në fillim të këtij shekulli, na bëri të kuptojmë se një person ka rreth 25-30 mijë gjene, por informacion nga pjesa më e madhe e ADN-së sonë. nuk lexohet kurrë, pasi përmban një numër të madh seksionesh dhe gjenesh që kodojnë veçori që kanë humbur rëndësinë e tyre për njerëzit (bishti, qimet e trupit, etj.). Përveç kësaj, janë deshifruar një sërë gjenesh përgjegjëse për zhvillimin e sëmundjeve trashëgimore, si dhe gjenet e synuara të barnave. Megjithatë përdorim praktik rezultatet e marra gjatë zbatimit të këtij programi shtyhen derisa të dekodohen gjenomet e një numri të konsiderueshëm njerëzish dhe më pas të bëhet e qartë se cili është ndryshimi i tyre. Këto synime janë vendosur për një numër laboratorësh kryesorë në mbarë botën që punojnë në zbatimin e programit ENCODE.

Kërkimi biologjik është themeli i mjekësisë, farmacisë dhe përdoret gjerësisht në bujqësi, pylltari, industri ushqimore dhe në degë të tjera të veprimtarisë njerëzore.

Dihet mirë se vetëm "revolucioni i gjelbër" i viteve 1950 bëri të mundur që të paktën pjesërisht të zgjidhej problemi i sigurimit të popullatës me rritje të shpejtë të Tokës me ushqim, dhe blegtorisë me ushqim përmes futjes së varieteteve të reja bimore dhe të avancuara. teknologjitë për kultivimin e tyre. Për shkak të faktit se vetitë e programuara gjenetikisht të kulturave bujqësore pothuajse janë shterur, zgjidhja e mëtejshme e problemit të ushqimit shoqërohet me futjen e gjerë në prodhim të organizmave të modifikuar gjenetikisht.

Prodhimi i shumë produkteve ushqimore, si djathërat, kosi, salsiçet, produktet e furrës etj., është gjithashtu i pamundur pa përdorimin e baktereve dhe kërpudhave, që është objekt i bioteknologjisë.

Njohja e natyrës së patogjenëve, proceset e rrjedhës së shumë sëmundjeve, mekanizmat e imunitetit, ligjet e trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë bënë të mundur uljen e ndjeshme të vdekshmërisë dhe madje zhdukjen e plotë të një sërë sëmundjesh, siç është lija. Me ndihmën e arritjeve më të fundit të shkencës biologjike po zgjidhet edhe problemi i riprodhimit të njeriut.

Një pjesë e konsiderueshme e barnave moderne prodhohen në bazë të lëndëve të para natyrore, dhe gjithashtu falë suksesit të inxhinierisë gjenetike, siç është insulina, e cila është aq e nevojshme për pacientët me diabet mellitus, sintetizohet kryesisht nga bakteret që kanë transferuar lëndët përkatëse. gjen.

Jo më pak të rëndësishme janë studimet biologjike për ruajtjen mjedisi dhe shumëllojshmëria e organizmave të gjallë, kërcënimi i zhdukjes së të cilave vë në pikëpyetje ekzistencën e njerëzimit.

Rëndësi më të madhe në mesin e arritjeve të biologjisë është fakti se ato madje qëndrojnë në themel të ndërtimit të rrjeteve nervore dhe kodit gjenetik në teknologjinë kompjuterike, si dhe përdoren gjerësisht në arkitekturë dhe industri të tjera. Pa dyshim, shekulli i 21-të është shekulli i biologjisë.

Metodat e njohjes së kafshëve të egra

Si çdo shkencë tjetër, biologjia ka arsenalin e vet të metodave. Krahas metodës shkencore të njohjes, e cila përdoret në degë të tjera, në biologji përdoren gjerësisht metoda si historike, përshkruese krahasuese etj.

Metoda shkencore e njohjes përfshin vëzhgimin, formulimin e hipotezave, eksperimentin, modelimin, analizën e rezultateve dhe nxjerrjen e modeleve të përgjithshme.

Vrojtim- ky është një perceptim i qëllimshëm i objekteve dhe dukurive me ndihmën e organeve ose instrumenteve shqisore, për shkak të detyrës së veprimtarisë. Kushti kryesor për vëzhgimin shkencor është objektiviteti i tij, pra mundësia e verifikimit të të dhënave të marra nga vëzhgimi i përsëritur ose përdorimi i metodave të tjera kërkimore, siç është eksperimenti. Faktet e marra si rezultat i vëzhgimit quhen të dhëna. Mund të jenë si cilësisë(duke përshkruar erën, shijen, ngjyrën, formën, etj.), dhe sasiore, dhe të dhënat sasiore janë më të sakta se ato cilësore.

Bazuar në të dhënat e vëzhgimit, ne formulojmë hipoteza- një gjykim hipotetik për lidhjen e rregullt të dukurive. Hipoteza është testuar në një seri eksperimentesh. eksperiment e quajtur përvojë e skenuar shkencërisht, vëzhgimi i fenomenit në studim në kushte të kontrolluara, duke lejuar identifikimin e karakteristikave të këtij objekti ose fenomeni. Forma më e lartë e eksperimentimit është modelimi- studimi i çdo dukurie, procesi ose sistemi i objekteve duke ndërtuar dhe studiuar modelet e tyre. Në thelb, kjo është një nga kategoritë kryesore të teorisë së dijes: çdo metodë bazohet në idenë e modelimit. kërkimin shkencor si teorike ashtu edhe eksperimentale.

Rezultatet e eksperimentit dhe simulimit i nënshtrohen një analize të plotë. Analiza quhet metoda e kërkimit shkencor duke zbërthyer një objekt në pjesët përbërëse të tij ose copëtimi mendor i një objekti me anë të abstraksionit logjik. Analiza është e lidhur pazgjidhshmërisht me sintezën. Sinteza- kjo është një metodë e studimit të lëndës në integritetin e saj, në unitetin dhe ndërlidhjen e pjesëve të saj. Si rezultat i analizës dhe sintezës, bëhet hipoteza më e suksesshme e kërkimit hipoteza pune, dhe nëse mund t'i rezistojë përpjekjeve për ta hedhur poshtë atë dhe ende të parashikojë me sukses fakte dhe marrëdhënie të pashpjeguara më parë, atëherë mund të bëhet një teori.

Nën teori kuptojnë një formë të tillë të njohurive shkencore që jep një pamje tërësore të modeleve dhe lidhjeve thelbësore të realitetit. Drejtimi i përgjithshëm i kërkimit shkencor është arritja e niveleve më të larta të parashikueshmërisë. Nëse asnjë fakt nuk mund të ndryshojë një teori, dhe devijimet prej saj që ndodhin janë të rregullta dhe të parashikueshme, atëherë ajo mund të ngrihet në gradë ligji- një marrëdhënie e domosdoshme, thelbësore, e qëndrueshme, e përsëritur midis dukurive në natyrë.

Me rritjen e numrit të njohurive dhe përmirësimin e metodave të kërkimit, hipotezat dhe teoritë e vërtetuara mirë mund të sfidohen, modifikohen dhe madje të refuzohen, pasi njohuritë shkencore në vetvete janë dinamike në natyrë dhe vazhdimisht i nënshtrohen rimendimit kritik.

metodë historike zbulon modelet e paraqitjes dhe zhvillimit të organizmave, formimin e strukturës dhe funksionit të tyre. Në disa raste, kjo metodë jete e re fitojnë hipoteza dhe teori që më parë konsideroheshin të rreme. Kështu, për shembull, ndodhi me supozimet e Çarls Darvinit për natyrën e transmetimit të sinjalit përmes centralit në përgjigje të ndikimeve mjedisore.

Metoda përshkruese krahasuese parashikon një analizë anatomike dhe morfologjike të objekteve të studimit. Ajo qëndron në themel të klasifikimit të organizmave, duke identifikuar modelet e shfaqjes dhe zhvillimit të formave të ndryshme të jetës.

Monitorimi- ky është një sistem masash për monitorimin, vlerësimin dhe parashikimin e ndryshimeve në gjendjen e objektit në studim, në veçanti të biosferës.

Kryerja e vëzhgimeve dhe eksperimenteve shpesh kërkon përdorimin e pajisjeve speciale, si mikroskopët, centrifugat, spektrofotometrat, etj.

Mikroskopi përdoret gjerësisht në zoologji, botanikë, anatominë njerëzore, histologji, citologji, gjenetikë, embriologji, paleontologji, ekologji dhe degë të tjera të biologjisë. Kjo ju lejon të studioni strukturën e imët të objekteve duke përdorur dritë, elektron, rreze X dhe lloje të tjera të mikroskopëve.

Pajisja me mikroskop me dritë. Mikroskopi i dritës përbëhet nga pjesë optike dhe mekanike. E para përfshin okularin, objektivat dhe pasqyrën, dhe e dyta përfshin tubin, trekëmbëshin, bazën, skenën dhe vidën.

Zmadhimi total i mikroskopit përcaktohet nga formula:

zmadhimi i lenteve $×$ zmadhimi i okularit $-$ zmadhimi i mikroskopit.

Për shembull, nëse thjerrëza e zmadhon objektin me 8$ dhe okularin me 7$, atëherë zmadhimi total i mikroskopit është 56$.

Centrifugimi diferencial, ose fraksionimi, ju lejon të ndani grimcat sipas madhësisë dhe densitetit të tyre nën ndikimin e forcë centrifugale, e cila përdoret në mënyrë aktive në studimin e strukturës së molekulave dhe qelizave biologjike.

Arsenali i metodave të biologjisë përditësohet vazhdimisht, dhe aktualisht është praktikisht e pamundur ta mbulosh plotësisht. Prandaj, disa nga metodat e përdorura në shkencat individuale biologjike do të diskutohen më tej.

Roli i biologjisë në formimin e tablosë moderne të shkencës natyrore të botës

Në fazën e formimit, biologjia nuk ekzistonte ende veçmas nga shkencat e tjera natyrore dhe ishte e kufizuar vetëm në vëzhgimin, studimin, përshkrimin dhe klasifikimin e përfaqësuesve të kafshës dhe florës, d.m.th., ishte një shkencë përshkruese. Megjithatë, kjo nuk i pengoi natyralistët e lashtë Hipokrati (rreth 460-377 p.e.s.), Aristoteli (384-322 p.e.s.) dhe Theophrastus (emri i vërtetë Tirtamu, 372-287 p.e.s.). e.) të jepnin një kontribut të rëndësishëm në zhvillim. i ideve për strukturën e trupit të njeriut dhe kafshëve, si dhe diversitetin biologjik të kafshëve dhe bimëve, duke hedhur kështu themelet e anatomisë dhe fiziologjisë njerëzore, zoologjisë dhe botanikës.

Thellimi i njohurive për natyrën e gjallë dhe sistemimi i fakteve të akumuluara më parë që ndodhën në shekujt XVI-XVIII kulmoi me futjen e nomenklaturës binare dhe krijimin e një taksonomie koherente të bimëve (C. Linnaeus) dhe kafshëve (J. B. Lamarck). .

Përshkrimi i një numri të konsiderueshëm speciesh me karakteristika morfologjike të ngjashme, si dhe gjetjet paleontologjike, u bënë parakushte për zhvillimin e ideve për origjinën e specieve dhe rrugët e zhvillimit historik. bota organike. Kështu, eksperimentet e F. Redi, L. Spallanzani dhe L. Pasteur në shekujt 17-19 hodhën poshtë hipotezën e gjenerimit spontan spontan të paraqitur nga Aristoteli dhe ekzistuar në mesjetë, dhe teorinë e evolucionit biokimik nga A.I. Oparin dhe J. Haldane, i konfirmuar shkëlqyeshëm nga S. Miller dhe G. Urey, bëri të mundur përgjigjen e pyetjes së origjinës së të gjitha gjallesave.

Nëse procesi i shfaqjes së gjallesave nga përbërësit jo të gjallë dhe evolucioni i tij në vetvete nuk ngjall më dyshime, atëherë mekanizmat, mënyrat dhe drejtimet e zhvillimit historik të botës organike ende nuk janë sqaruar plotësisht, pasi asnjë nga të dyja teoritë kryesore konkurruese të evolucionit (teoria sintetike e evolucionit, e krijuar në bazë të teorisë së Ch. Darvinit dhe teoria e J. B. Lamarck) ende nuk mund të ofrojnë prova shteruese.

Përdorimi i mikroskopisë dhe metodave të tjera të shkencave të ngjashme, për shkak të përparimit në fushën e shkencave të tjera natyrore, si dhe futjes së praktikës eksperimentale, i lejoi shkencëtarët gjermanë T. Schwann dhe M. Schleiden të formulojnë një teori qelizore që në shek. Shekulli XIX, i plotësuar më vonë nga R. Virchow dhe K. Baer. Ai u bë përgjithësimi më i rëndësishëm në biologji, i cili formoi gurthemelin e ideve moderne për unitetin e botës organike.

Zbulimi i modeleve të transmetimit të informacionit trashëgues nga murgu çek G. Mendel shërbeu si një shtysë për zhvillimin e mëtejshëm të shpejtë të biologjisë në shekujt XX-XXI dhe çoi jo vetëm në zbulimin e bartësit universal të trashëgimisë - ADN-së, por edhe kodin gjenetik, si dhe mekanizmat themelorë për kontrollin, leximin dhe ndryshueshmërinë e informacionit trashëgues.

Zhvillimi i ideve për mjedisin çoi në shfaqjen e një shkence të tillë si ekologjia dhe formulimi doktrina e biosferës si një sistem kompleks planetar shumëkomponent i komplekseve të mëdha biologjike të ndërlidhura, si dhe proceseve kimike dhe gjeologjike që ndodhin në Tokë (V. I. Vernadsky), i cili përfundimisht lejon të paktën një shkallë të vogël të reduktohet Pasojat negative veprimtaria ekonomike e njeriut.

Kështu, biologjia ka luajtur një rol të rëndësishëm në formimin e tablosë moderne të shkencës natyrore të botës.

Organizimi dhe evolucioni i nivelit. Nivelet kryesore të organizimit të natyrës së gjallë: qelizore, organizmake, popullsi-specie, biogjeocenotike, biosferike. Sistemet biologjike. Karakteristikat e përgjithshme të sistemeve biologjike: struktura qelizore, përbërja kimike, metabolizmi dhe shndërrimi i energjisë, homeostaza, nervozizmi, lëvizja, rritja dhe zhvillimi, riprodhimi, evolucioni

Organizimi dhe evolucioni i nivelit

Natyra e gjallë nuk është një formacion homogjen, i ngjashëm me një kristal, ai përfaqësohet nga një larmi e pafund e objekteve të saj përbërëse (tani janë përshkruar vetëm rreth 2 milion lloje organizmash). Në të njëjtën kohë, ky diversitet nuk është dëshmi e kaosit që mbretëron në të, pasi organizmat kanë një strukturë qelizore, organizmat e të njëjtës specie formojnë popullata, të gjitha popullatat që jetojnë në të njëjtën tokë ose vend ujor formojnë komunitete dhe në ndërveprim me trupat e natyrës së pajetë formojnë biogjeocenoza, të cilat nga ana tjetër përbëjnë biosferën.

Kështu, natyra e gjallë është një sistem, përbërësit e të cilit mund të rregullohen në një rend të rreptë: nga më i ulëti në më i larti. Ky parim i organizimit bën të mundur që të veçohet individi nivelet dhe jep një pamje gjithëpërfshirëse të jetës si a fenomen natyror. Në çdo nivel organizimi, përcaktohen një njësi elementare dhe një fenomen elementar. Si njësi elementare konsideroni një strukturë ose objekt, ndryshimet e të cilit përbëjnë një kontribut specifik për nivelin përkatës në procesin e ruajtjes dhe zhvillimit të jetës, ndërkohë që vetë ky ndryshim është fenomen elementar.

Formimi i një strukture të tillë me shumë nivele nuk mund të ndodhte menjëherë - ky është rezultat i miliarda viteve të zhvillimit historik, gjatë të cilit pati një ndërlikim progresiv të formave të jetës: nga komplekset e molekulave organike te qelizat, nga qelizat te organizmat, etj. Pasi lind, kjo strukturë ruan ekzistencën e saj për shkak të një sistemi kompleks rregullimi dhe vazhdon të zhvillohet, dhe në çdo nivel të organizimit të materies së gjallë, ndodhin transformimet përkatëse evolucionare.

Nivelet kryesore të organizimit të jetës së egër: qelizore, organizmale, popullata-specie, biogjeocenotike, biosferike.

Aktualisht, ekzistojnë disa nivele kryesore të organizimit të lëndës së gjallë: qelizore, organizmale, popullata-specie, biogjeocenotike dhe biosferike.

Niveli qelizor

Megjithëse manifestimet e disa vetive të gjallesave janë tashmë për shkak të ndërveprimit të makromolekulave biologjike (proteinave, acideve nukleike, polisaharideve, etj.), megjithatë, njësia e strukturës, funksioneve dhe zhvillimit të gjallesave është një qelizë që është në gjendje për të kryer dhe përputhur proceset e realizimit dhe transmetimit të informacionit trashëgues me metabolizmin dhe shndërrimin e energjisë duke siguruar kështu funksionimin e niveleve më të larta të organizatës. Njësia elementare e nivelit qelizor të organizimit është qeliza, dhe fenomeni elementar është reagimi i metabolizmit qelizor.

Niveli i organizmit

organizëmështë një sistem i plotë i aftë për ekzistencë të pavarur. Sipas numrit të qelizave që përbëjnë organizmat, ato ndahen në njëqelizore dhe shumëqelizore. Niveli qelizor i organizimit në organizmat njëqelizorë (ameba e zakonshme, euglena jeshile, etj.) përkon me nivelin organizëm. Kishte një periudhë në historinë e Tokës kur të gjithë organizmat përfaqësoheshin vetëm nga forma njëqelizore, por ato siguruan funksionimin e të dy biogjeocenozave dhe biosferës në tërësi. Shumica e organizmave shumëqelizorë përfaqësohen nga një kombinim i indeve dhe organeve, të cilat nga ana tjetër kanë gjithashtu një strukturë qelizore. Organet dhe indet janë përshtatur për të kryer funksione të caktuara. Njësia elementare e këtij niveli është një individ në zhvillimin e tij individual, ose ontogjenezë, prandaj niveli i organizmit quhet edhe ontogjenetike. Një fenomen elementar i këtij niveli janë ndryshimet në organizëm në zhvillimin e tij individual.

Niveli i popullsisë-specie

popullatë- ky është një koleksion individësh të së njëjtës specie, që ndërthuren lirisht me njëri-tjetrin dhe jetojnë të ndarë nga grupe të tjera të ngjashme individësh.

Në popullata, ekziston një shkëmbim i lirë i informacionit të trashëguar dhe transmetimi i tij tek pasardhësit. Popullsia është njësia elementare e nivelit popullsi-specie, dhe dukuria elementare në këtë rast janë transformimet evolucionare, si mutacionet dhe seleksionimi natyror.

Niveli biogjeocenotik

Biogjeocenozaështë një bashkësi historike e popullsive tipe te ndryshme të ndërlidhura me njëri-tjetrin dhe mjedisin nëpërmjet shkëmbimit të materies dhe energjisë.

Biogjeocenozat janë sisteme elementare në të cilat kryhet cikli material-energji, për shkak të aktivitetit jetësor të organizmave. Vetë biogjeocenozat janë njësi elementare të një niveli të caktuar, ndërsa dukuritë elementare janë rrjedhat e energjisë dhe qarkullimi i substancave në to. Biogjeocenozat përbëjnë biosferën dhe përcaktojnë të gjitha proceset që ndodhin në të.

niveli biosferik

Biosfera- guaska e Tokës e banuar nga organizma të gjallë dhe e transformuar prej tyre.

Biosfera është më e shumta nivel të lartë organizimi i jetës në planet. Kjo guaskë mbulon pjesën e poshtme të atmosferës, hidrosferën dhe shtresa e sipërme litosferë. Biosfera, si të gjitha sistemet e tjera biologjike, është dinamike dhe e transformuar në mënyrë aktive nga qeniet e gjalla. Vetë është një njësi elementare e nivelit biosferik dhe si fenomen elementar i konsiderojnë proceset e qarkullimit të substancave dhe të energjisë që ndodhin me pjesëmarrjen e organizmave të gjallë.

Siç u përmend më lart, secili nga nivelet e organizimit të materies së gjallë kontribuon në një proces të vetëm evolucionar: qeliza jo vetëm që riprodhon informacionin e trashëguar të trashëguar, por edhe e ndryshon atë, gjë që çon në shfaqjen e kombinimeve të reja të shenjave dhe vetive të trupit. , të cilat nga ana e tyre i nënshtrohen veprimit të seleksionimit natyror në nivel popullsie-specie etj.

Sistemet biologjike

Objektet biologjike të shkallëve të ndryshme të kompleksitetit (qelizat, organizmat, popullatat dhe speciet, biogjeocenozat dhe vetë biosfera) konsiderohen aktualisht si sistemet biologjike.

Një sistem është një unitet i përbërësve strukturorë, ndërveprimi i të cilëve gjeneron veti të reja në krahasim me kombinimin e tyre mekanik. Organizmat përbëhen nga organe, organet përbëhen nga indet dhe indet nga qelizat.

Tiparet karakteristike të sistemeve biologjike janë integriteti i tyre, parimi i nivelit të organizimit, siç u përmend më lart, dhe hapja. Integriteti i sistemeve biologjike arrihet kryesisht përmes vetërregullimit, duke funksionuar në parimin e reagimit.

për të sistemet e hapura përfshijnë sisteme ndërmjet të cilave dhe mjedisit ka një shkëmbim substancash, energjie dhe informacioni, për shembull, bimët në procesin e fotosintezës kapin rrezet e diellit dhe thithin ujin dhe dioksidin e karbonit, duke çliruar oksigjen.

Karakteristikat e përgjithshme të sistemeve biologjike: struktura qelizore, përbërja kimike, metabolizmi dhe shndërrimi i energjisë, homeostaza, nervozizmi, lëvizja, rritja dhe zhvillimi, riprodhimi, evolucioni

Sistemet biologjike ndryshojnë nga trupat e natyrës së pajetë nga një sërë veçorish dhe vetive, ndër të cilat kryesoret janë struktura qelizore, përbërja kimike, metabolizmi dhe shndërrimi i energjisë, homeostaza, nervozizmi, lëvizja, rritja dhe zhvillimi, riprodhimi dhe evolucioni.

Njësia elementare strukturore dhe funksionale e të gjallës është qeliza. Edhe viruset që i përkasin formave të jetës joqelizore janë të paaftë të vetë-përsëriten jashtë qelizave.

Ekzistojnë dy lloje të strukturës së qelizave: prokariotike dhe eukariote. Qelizat prokariote nuk kanë një bërthamë të formuar; informacioni i tyre gjenetik është i përqendruar në citoplazmë. Bakteret klasifikohen kryesisht si prokariote. informacion gjenetik në qelizat eukariote ruhet në një strukturë të veçantë - bërthama. Eukariotët janë bimë, kafshë dhe kërpudha. Nëse në organizmat njëqelizorë të gjitha manifestimet e të gjallëve janë të natyrshme në qelizë, atëherë në organizmat shumëqelizorë ndodh specializimi i qelizave.

Nuk gjendet në organizmat e gjallë element kimik, të cilat nuk do të ekzistonin në natyrën e pajetë, por përqendrimet e tyre ndryshojnë ndjeshëm në rastin e parë dhe të dytë. Elemente të tilla si karboni, hidrogjeni dhe oksigjeni mbizotërojnë në natyrën e gjallë, të cilat janë pjesë e komponimet organike, ndërsa natyra e pajetë karakterizohet kryesisht nga jo çështje organike. Komponimet organike më të rëndësishme janë acidet nukleike dhe proteinat që sigurojnë funksionet e vetë-riprodhimit dhe vetë-mirëmbajtjes, por asnjë nga këto substanca nuk është bartës i jetës, pasi ato nuk janë të afta të vetë-përsëriten as individualisht, as në grup - kjo kërkon një kompleks integral molekulash dhe strukturash, që është qeliza.

Të gjitha sistemet e gjalla, duke përfshirë qelizat dhe organizmat, janë sisteme të hapura. Megjithatë, ndryshe nga natyra e pajetë, ku substancat kryesisht transferohen nga një vend në tjetrin ose gjendja e tyre e grumbullimit ndryshon, qeniet e gjalla janë të afta për transformimin kimik të substancave të konsumuara dhe përdorimin e energjisë. Metabolizmi dhe shndërrimi i energjisë shoqërohen me procese të tilla si ushqimi, frymëmarrja dhe sekretimi.

Nën ushqim zakonisht kuptojnë hyrjen në trup, tretjen dhe asimilimin e substancave të nevojshme për rimbushjen e rezervave të energjisë dhe ndërtimin e trupit të trupit. Sipas mënyrës së të ushqyerit, të gjithë organizmat ndahen në autotrofet dhe heterotrofet.

Autotrofet Këta janë organizma që janë të aftë të sintetizojnë substanca organike nga substanca inorganike.

Heterotrofet- Janë organizma që konsumojnë lëndë organike të gatshme për ushqim. Autotrofet ndahen ne fotoautotrofe dhe kemoautotrofe. Fotoautotrofet përdorin energji për sintezën e substancave organike rrezet e diellit. Procesi i shndërrimit të energjisë së dritës në energji të lidhjeve kimike në përbërjet organike quhet fotosinteza. Fotoautotrofët përfshijnë shumicën dërrmuese të bimëve dhe disa baktere (për shembull, cianobakteret). Në përgjithësi, fotosinteza nuk është një proces shumë produktiv, si rezultat i të cilit shumica e bimëve detyrohen të udhëheqin një mënyrë jetese të bashkangjitur. Kemoautotrofet nxjerr energji për sintezën e përbërjeve organike nga përbërjet inorganike. Ky proces quhet kemosinteza. Kimioautotrofët tipikë janë disa baktere, duke përfshirë bakteret e squfurit dhe bakteret e hekurit.

Organizmat e mbetur - kafshët, kërpudhat dhe shumica dërrmuese e baktereve - janë heterotrofe.

Frymëmarrja është procesi i ndarjes së substancave organike në ato më të thjeshta, në të cilat lirohet energjia e nevojshme për të mbajtur aktivitetin jetësor të organizmave.

Të dallojë frymëmarrje aerobike, që kërkon oksigjen dhe anaerobe, duke vazhduar pa pjesëmarrjen e oksigjenit. Shumica e organizmave janë aerobë, megjithëse anaerobet gjenden gjithashtu midis baktereve, kërpudhave dhe kafshëve. Gjatë frymëmarrjes së oksigjenit, substancat organike komplekse mund të zbërthehen në ujë dhe dioksid karboni.

Ekskretimi zakonisht kuptohet si largimi nga trupi i produkteve përfundimtare të metabolizmit dhe teprica substanca të ndryshme(ujë, kripëra etj.), të marra me ushqim ose të formuara në të. Proceset e ekskretimit janë veçanërisht intensive te kafshët, ndërsa bimët janë jashtëzakonisht ekonomike.

Falë metabolizmit dhe energjisë, sigurohet marrëdhënia e trupit me mjedisin dhe ruhet homeostaza.

homeostaza- kjo është aftësia e sistemeve biologjike për t'i rezistuar ndryshimeve dhe për të ruajtur qëndrueshmërinë relative të përbërjes kimike, strukturës dhe vetive, si dhe për të siguruar qëndrueshmërinë e funksionimit në ndryshimin e kushteve mjedisore. Përshtatja ndaj ndryshimit të kushteve mjedisore quhet përshtatje.

Nervozizmi- kjo është një pronë universale e gjallesave për t'iu përgjigjur ndikimeve të jashtme dhe të brendshme, e cila qëndron në themel të përshtatjes së një organizmi ndaj kushteve mjedisore dhe mbijetesës së tyre. Reagimi i bimëve ndaj ndryshimeve të kushteve të jashtme konsiston, për shembull, në kthimin e fletëve të gjetheve drejt dritës, ndërsa në shumicën e kafshëve ka forma më komplekse që kanë karakter refleks.

Lëvizjaështë një veti thelbësore e sistemeve biologjike. Ajo manifestohet jo vetëm në formën e lëvizjes së trupave dhe pjesëve të tyre në hapësirë, për shembull, në përgjigje të acarimit, por edhe në procesin e rritjes dhe zhvillimit.

Organizmat e rinj që shfaqen si rezultat i riprodhimit nuk marrin tipare të gatshme nga prindërit, por programe të caktuara gjenetike, mundësinë e zhvillimit të disa tipareve. Ky informacion trashëgues realizohet gjatë zhvillimit individual. Zhvillimi individual shprehet, si rregull, në ndryshime sasiore dhe cilësore në organizëm. Ndryshimet sasiore në trup quhen rritje. Ato manifestohen, për shembull, në formën e rritjes së masës dhe dimensioneve lineare të organizmit, e cila bazohet në riprodhimin e molekulave, qelizave dhe strukturave të tjera biologjike.

Zhvillimi i organizmit- kjo është shfaqja e dallimeve cilësore në strukturë, ndërlikimi i funksioneve etj., që bazohet në diferencimin e qelizave.

Rritja e organizmave mund të vazhdojë gjatë gjithë jetës ose të përfundojë në një fazë të caktuar të saj. Në rastin e parë, flitet për të pakufizuar, ose rritje e hapur. Është karakteristikë e bimëve dhe kërpudhave. Në rastin e dytë kemi të bëjmë me kufizuar, ose rritje e mbyllur e natyrshme në kafshë dhe baktere.

Kohëzgjatja e ekzistencës së një qelize individuale, organizmit, specieve dhe sistemeve të tjera biologjike është e kufizuar në kohë, kryesisht për shkak të ndikimit të faktorëve mjedisorë, prandaj kërkohet riprodhim i vazhdueshëm i këtyre sistemeve. Riprodhimi i qelizave dhe organizmave bazohet në procesin e vetë-dyfishimit të molekulave të ADN-së. Riprodhimi i organizmave siguron ekzistencën e specieve, dhe riprodhimi i të gjitha specieve që banojnë në Tokë siguron ekzistencën e biosferës.

trashëgiminë quhet bartja e karakteristikave të formave prindërore në një sërë brezash.

Megjithatë, nëse shenjat do të ruheshin gjatë riprodhimit, përshtatja me ndryshimin e kushteve mjedisore do të ishte e pamundur. Në këtë drejtim, u shfaq një pronë e kundërt me trashëgiminë - ndryshueshmëria.

Ndryshueshmëria- kjo është mundësia e marrjes së veçorive dhe vetive të reja gjatë jetës, e cila siguron evolucionin dhe mbijetesën e specieve më të forta.

Evolucioniështë një proces i pakthyeshëm i zhvillimit historik të të gjallëve.

Ajo bazohet në riprodhimi progresiv, ndryshueshmëria trashëgimore, lufta për ekzistencë dhe përzgjedhja natyrore . Veprimi i këtyre faktorëve ka çuar në një shumëllojshmëri të madhe të formave të jetës të përshtatura kushte të ndryshme habitati. Evolucioni progresiv ka kaluar nëpër një sërë fazash: forma paraqelizore, organizma njëqelizorë, organizma shumëqelizorë gjithnjë e më kompleksë deri te njeriu.

Gjenetika, detyrat e saj. Trashëgimia dhe ndryshueshmëria janë veti të organizmave. Metodat e gjenetikës. Konceptet dhe simbolika themelore gjenetike. Teoria kromozomale e trashëgimisë. Idetë moderne rreth gjenit dhe gjenomit

Gjenetika, detyrat e saj

Përparimet në shkencën natyrore dhe biologjinë qelizore në shekujt 18-19 lejuan një numër shkencëtarësh të spekulojnë për ekzistencën e disa faktorëve trashëgues që përcaktojnë, për shembull, zhvillimin e sëmundjeve trashëgimore, por këto supozime nuk u mbështetën me prova të përshtatshme. Edhe teoria e pangjenezës ndërqelizore e formuluar nga H. de Vries në 1889, e cila supozonte ekzistencën e disa "pangeneve" në bërthamën qelizore që përcaktojnë prirjet trashëgimore të organizmit dhe lëshimin në protoplazmë të vetëm atyre që përcaktojnë qelizën. lloji, nuk mund të ndryshonte situatën, si dhe teoria e "plazmës së mikrobeve" nga A. Weisman, sipas së cilës tiparet e fituara në procesin e ontogjenezës nuk trashëgohen.

Vetëm veprat e studiuesit çek G. Mendel (1822-1884) u bënë guri i themelit të gjenetikës moderne. Sidoqoftë, përkundër faktit se veprat e tij u cituan në botime shkencore, bashkëkohësit nuk u kushtuan vëmendje atyre. Dhe vetëm rizbulimi i modeleve të trashëgimisë së pavarur nga tre shkencëtarë njëherësh - E. Chermak, K. Correns dhe H. de Vries - e detyroi komunitetin shkencor t'i drejtohej origjinës së gjenetikës.

Gjenetikaështë një shkencë që studion ligjet e trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë dhe metodat e menaxhimit të tyre.

Detyrat e gjenetikës në fazën aktuale janë studimi i karakteristikave cilësore dhe sasiore të materialit trashëgues, analiza e strukturës dhe funksionimit të gjenotipit, dekodimi i strukturës së imët të gjenit dhe metodat për rregullimin e aktivitetit të gjeneve, kërkimi i gjeneve që shkaktojnë zhvillimin e sëmundjeve trashëgimore njerëzore dhe metodat për "korrigjimin" e tyre, krijimin e një gjenerate të re të barnave sipas llojit të vaksinave të ADN-së, ndërtimin e organizmave me veti të reja duke përdorur mjete gjenetike dhe inxhinierike qelizore që mund të prodhojnë njeriun e nevojshëm. medikamente dhe ushqimi, si dhe një dekodim i plotë i gjenomit njerëzor.

Trashëgimia dhe ndryshueshmëria - vetitë e organizmave

Trashëgimia- është aftësia e organizmave për të transmetuar karakteristikat dhe vetitë e tyre në një numër brezash.

Ndryshueshmëria- vetinë e organizmave për të fituar karakteristika të reja gjatë jetës.

shenjat- këto janë çdo veçori morfologjike, fiziologjike, biokimike dhe veçori të tjera të organizmave në të cilat disa prej tyre ndryshojnë nga të tjerët, për shembull, ngjyra e syve. Vetitë Ata i quajnë edhe çdo veçori funksionale të organizmave, të cilat bazohen në një veçori të caktuar strukturore ose në një grup tiparesh elementare.

Organizmat mund të ndahen në cilësisë dhe sasiore. Shenjat cilësore kanë dy ose tre manifestime të kundërta, të cilat quhen karakteristika alternative, për shembull, sytë blu dhe kafe, ndërsa ato sasiore (rendimenti i qumështit të lopëve, rendimenti i grurit) nuk kanë dallime të përcaktuara qartë.

Bartësi material i trashëgimisë është ADN. Ekzistojnë dy lloje të trashëgimisë në eukariotët: gjenotipike dhe citoplazmatike. Bartësit e trashëgimisë gjenotipike janë të lokalizuara në bërthamë, dhe më tej do të flasim për të, dhe bartës të trashëgimisë citoplazmike janë molekulat rrethore të ADN-së të vendosura në mitokondri dhe plastide. Trashëgimia citoplazmike transmetohet kryesisht me vezën, prandaj quhet edhe amtare.

Në mitokondritë e qelizave njerëzore, jo nje numer i madh i gjenet, por ndryshimi i tyre mund të ketë një ndikim të rëndësishëm në zhvillimin e organizmit, për shembull, të çojë në zhvillimin e verbërisë ose një ulje graduale të lëvizshmërisë. Plastidet luajnë një rol po aq të rëndësishëm në jetën e bimëve. Pra, në disa pjesë të gjethes mund të jenë të pranishme qeliza pa klorofil, gjë që çon, nga njëra anë, në uljen e produktivitetit të bimëve, dhe nga ana tjetër, organizma të tillë të larmishëm vlerësohen në kopshtarinë dekorative. Raste të tilla riprodhohen kryesisht në mënyrë aseksuale, meqenëse gjatë riprodhimit seksual fitohen më shpesh bimë të zakonshme jeshile.

Metodat gjenetike

1. Metoda hibridologjike, ose metoda e kryqëzimeve, konsiston në përzgjedhjen e individëve prindër dhe në analizën e pasardhësve. Në të njëjtën kohë, gjenotipi i një organizmi gjykohet nga manifestimet fenotipike të gjeneve tek pasardhësit e marrë nga një skemë e caktuar kryqëzimi. Kjo është metoda më e vjetër informative e gjenetikës, e cila u aplikua më plotësisht për herë të parë nga G. Mendel në kombinim me metodë statistikore. Kjo metodë nuk është e zbatueshme në gjenetikën njerëzore për arsye etike.

2. Metoda citogjenetike bazohet në studimin e kariotipit: numrit, formës dhe madhësisë së kromozomeve të trupit. Studimi i këtyre veçorive bën të mundur identifikimin e patologjive të ndryshme të zhvillimit.

3. Metoda biokimike bën të mundur përcaktimin e përmbajtjes së substancave të ndryshme në organizëm, në veçanti tepricën ose mungesën e tyre, si dhe aktivitetin e një sërë enzimash.

4. Metodat gjenetike molekulare synojnë identifikimin e variacioneve në strukturë dhe deshifrimin e sekuencës së nukleotideve parësore të seksioneve të ADN-së të studiuara. Ato ju lejojnë të identifikoni gjenet për sëmundjet trashëgimore edhe në embrione, të vendosni atësinë, etj.

5. Metoda statistikore e popullsisë ju lejon të përcaktoni përbërjen gjenetike të popullatës, shpeshtësinë gjene të caktuara dhe gjenotipet, ngarkesa gjenetike, si dhe përvijohen perspektivat e zhvillimit të popullsisë.

6. Metoda e hibridizimit të qelizave somatike në kulturë ju lejon të përcaktoni lokalizimin e gjeneve të caktuara në kromozome kur bashkohen qelizat e organizmave të ndryshëm, për shembull, minjtë dhe hamsterët, minjtë dhe njerëzit, etj.

Konceptet dhe simbolika themelore gjenetike

gjen- Ky është një seksion i një molekule të ADN-së, ose kromozomit, që mbart informacion për një tipar ose veti të caktuar të një organizmi.

Disa gjene mund të ndikojnë në shfaqjen e disa tipareve në të njëjtën kohë. Një fenomen i tillë quhet pleiotropia. Për shembull, gjeni që përcakton zhvillimin e sëmundjes trashëgimore arachnodactyly (gishtat merimangë) gjithashtu shkakton lakimin e thjerrëzave, patologjinë e shumë organeve të brendshme.

Çdo gjen zë një vend të përcaktuar rreptësisht në kromozom - vendndodhja. Meqenëse në qelizat somatike të shumicës së organizmave eukariote kromozomet janë çiftuar (homologë), secili prej kromozomeve të çiftuar përmban një kopje të gjenit përgjegjës për një tipar të caktuar. Gjene të tilla quhen alelike.

Gjenet alelike më së shpeshti ekzistojnë në dy versione - dominante dhe recesive. Dominuese quhet një alele që manifestohet pavarësisht se cili gjen është në kromozomin tjetër dhe ndrydh zhvillimin e një tipari të koduar nga një gjen recesiv. Alelet mbizotëruese zakonisht tregohen me shkronja të mëdha të alfabetit latin (A, B, C, etj.), ndërsa alelet recesive tregohen me shkronja të vogla (a, b, c, etj.). recesive Alelet mund të shprehen vetëm nëse zënë vend në të dy kromozomet e çiftuar.

Një organizëm që ka të njëjtën alele në të dy kromozomet homologe quhet homozigote për atë gjen, ose homozigote(AA, aa, AABB, aabb, etj.), dhe një organizëm në të cilin të dy kromozomet homologë përmbajnë variante të ndryshme gjen - dominant dhe recesiv - quhet heterozigote për atë gjen, ose heterozigote(Aa, AaBb, etj.).

Një numër gjenesh mund të kenë tre ose më shumë variante strukturore, për shembull, grupet e gjakut sipas sistemit AB0 janë të koduara nga tre alele - I A, I B, d.m.th. Një fenomen i tillë quhet alelizëm i shumëfishtë. Sidoqoftë, edhe në këtë rast, çdo kromozom nga një çift mbart vetëm një alele, domethënë, të tre variantet e gjenit në një organizëm nuk mund të përfaqësohen.

Gjenomi- një grup gjenesh karakteristike për një grup haploid kromozomesh.

Gjenotipi- një grup gjenesh karakteristike për një grup diploid kromozomesh.

Fenotipi- një grup shenjash dhe vetive të një organizmi, që është rezultat i ndërveprimit të gjenotipit dhe mjedisit.

Meqenëse organizmat ndryshojnë nga njëri-tjetri në shumë tipare, është e mundur të përcaktohen modelet e trashëgimisë së tyre vetëm duke analizuar dy ose më shumë tipare tek pasardhësit. Kryqëzimi, në të cilin merret parasysh trashëgimia dhe kryhet një llogari sasiore e saktë e pasardhësve për një palë tipare alternative, quhet monohibrid m, në dy palë - dihibride, sipas më shumë shenjave - polihibrid.

Sipas fenotipit të një individi, nuk është gjithmonë e mundur të përcaktohet gjenotipi i tij, pasi si një organizëm homozigot për gjenin dominues (AA) ashtu edhe heterozigot (Aa) do të kenë një manifestim të alelit dominues në fenotip. Prandaj, për të kontrolluar gjenotipin e një organizmi me fekondim të kryqëzuar, duke analizuar kryq- kryqëzim, në të cilin një organizëm me tipar dominues kryqëzohet me një gjen homozigot recesiv. Në këtë rast, një organizëm homozigot për gjenin dominues nuk do të prodhojë ndarje në pasardhës, ndërsa në pasardhësit e individëve heterozigotë vërehet një numër i barabartë individësh me tipare dominuese dhe recesive.

Konventat e mëposhtme përdoren më shpesh për të shkruar skemat e kryqëzimit:

R (nga lat. prind- prindërit) - organizmat mëmë;

$♀$ (shenja alkimike e Venusit - një pasqyrë me një dorezë) - individ i nënës;

$♂$ (shenja alkimike e Marsit - mburojë dhe shtizë) - individ atëror;

$×$ - shenjë kryq;

F 1, F 2, F 3, etj - hibride të gjeneratës së parë, të dytë, të tretë dhe të mëvonshme;

F a - pasardhës nga analizimi i kryqeve.

Teoria kromozomale e trashëgimisë

Themeluesi i gjenetikës G. Mendel, si dhe ndjekësit e tij më të afërt, nuk kishin asnjë ide për bazën materiale të prirjeve trashëgimore, apo gjeneve. Megjithatë, tashmë në vitet 1902-1903, biologu gjerman T. Boveri dhe studenti amerikan W. Setton sugjeruan në mënyrë të pavarur se sjellja e kromozomeve gjatë maturimit dhe fekondimit të qelizave bën të mundur shpjegimin e ndarjes së faktorëve trashëgues sipas Mendelit, d.m.th. sipas mendimit të tyre, gjenet duhet të jenë të vendosura në kromozome. Këto supozime janë bërë gurthemeli i teorisë së kromozomeve të trashëgimisë.

Në vitin 1906, gjenetistët anglezë W. Batson dhe R. Pennet zbuluan një shkelje të ndarjes Mendeliane kur kryqëzonin bizele të ëmbla dhe bashkatdhetari i tyre L. Doncaster, në eksperimentet me fluturën e molës së patëllxhanëve, zbuloi trashëgiminë e lidhur me seksin. Rezultatet e këtyre eksperimenteve kundërshtonin qartësisht ato Mendeliane, por duke pasur parasysh se në atë kohë dihej tashmë se numri i veçorive të njohura për objektet eksperimentale e tejkalonte shumë numrin e kromozomeve, dhe kjo sugjeronte që çdo kromozom mbart më shumë se një gjen, dhe gjenet e një kromozomi trashëgohen së bashku.

Në vitin 1910, eksperimentet e grupit të T. Morgan filluan në një objekt të ri eksperimental - mizën e frutave Drosophila. Rezultatet e këtyre eksperimenteve bënë të mundur që nga mesi i viteve 20 të shekullit të 20-të të formuloheshin dispozitat kryesore të teorisë së trashëgimisë së kromozomeve, të përcaktonin rendin e renditjes së gjeneve në kromozome dhe distancën midis tyre, d.m.th. hartat e para të kromozomeve.

Dispozitat kryesore të teorisë së kromozomeve të trashëgimisë:

1. Gjenet janë të vendosura në kromozome. Gjenet në të njëjtin kromozom trashëgohen së bashku, ose lidhen dhe quhen grup tufë. Numri i grupeve të lidhjes është numerikisht i barabartë me grupin haploid të kromozomeve.
2. Çdo gjen zë një vend të përcaktuar rreptësisht në kromozom - një vend.
3. Gjenet janë të renditura në mënyrë lineare në kromozome.
4. Prishja e lidhjes së gjeneve ndodh vetëm si rezultat i kryqëzimit.
5. Distanca midis gjeneve në një kromozom është proporcionale me përqindjen e kryqëzimit ndërmjet tyre.
6. Trashëgimia e pavarur është karakteristike vetëm për gjenet e kromozomeve johomologe.

Idetë moderne rreth gjenit dhe gjenomit

Në fillim të viteve 40 të shekullit të njëzetë, J. Beadle dhe E. Tatum, duke analizuar rezultatet e studimeve gjenetike të kryera mbi kërpudhat neurospore, arritën në përfundimin se çdo gjen kontrollon sintezën e një enzime dhe formuluan parimin "një gjen - një enzimë".

Sidoqoftë, tashmë në vitin 1961, F. Jacob, J. L. Monod dhe A. Lvov arritën të deshifrojnë strukturën e gjenit Escherichia coli dhe të studiojnë rregullimin e aktivitetit të tij. Për këtë zbulim, ata u nderuan me Çmimin Nobel në Fiziologji ose Mjekësi në vitin 1965.

Gjatë studimit, përveç gjeneve strukturore që kontrollojnë zhvillimin e tipareve të caktuara, ata mundën të identifikonin edhe ato rregullatore, funksioni kryesor i të cilave është shfaqja e tipareve të koduara nga gjene të tjera.

Struktura e gjenit prokariotik. Gjeni strukturor i prokariotëve ka një strukturë komplekse, pasi përfshin rajone rregullatore dhe sekuenca koduese. Rajonet rregullatore përfshijnë promotorin, operatorin dhe terminatorin. promotor quhet rajoni i gjenit në të cilin është ngjitur enzima e ARN polimerazës, e cila siguron sintezën e mARN gjatë transkriptimit. Me operatori, i vendosur midis promotorit dhe sekuencës strukturore, mund të lidhet proteina represore, e cila nuk lejon që ARN polimeraza të fillojë të lexojë informacionin trashëgues nga sekuenca koduese dhe vetëm heqja e saj lejon që të fillojë transkriptimi. Struktura e represorit zakonisht kodohet në një gjen rregullator që ndodhet në një pjesë tjetër të kromozomit. Leximi i informacionit përfundon në një pjesë të gjenit të quajtur terminator.

sekuenca e kodimit gjen strukturor përmban informacion në lidhje me sekuencën e aminoacideve në proteinën përkatëse. Sekuenca koduese në prokariote quhet cistronomi, dhe grupi i rajoneve koduese dhe rregullatore të gjenit prokariotik - operon. Në përgjithësi, prokariotët, të cilët përfshijnë E. coli, kanë një numër relativisht të vogël gjenesh të vendosura në një kromozom unazor të vetëm.

Citoplazma e prokariotëve mund të përmbajë gjithashtu molekula të vogla rrethore ose të hapura të ADN-së të quajtura plazmide. Plazmidet janë në gjendje të integrohen në kromozome dhe të transferohen nga një qelizë në tjetrën. Ata mund të mbajnë informacion në lidhje me karakteristikat seksuale, patogjenitetin dhe rezistencën ndaj antibiotikëve.

Struktura e gjenit eukariotik. Ndryshe nga prokariotët, gjenet eukariote nuk kanë një strukturë operoni, pasi ato nuk përmbajnë një operator, dhe çdo gjen strukturor shoqërohet vetëm nga një promotor dhe një terminator. Përveç kësaj, rajone të rëndësishme në gjenet eukariote ( ekzonet) alternuar me të parëndësishme ( introne), të cilat transkriptohen plotësisht në mARN dhe më pas hiqen gjatë maturimit të tyre. Roli biologjik i introneve është të zvogëlojë gjasat e mutacioneve në zona të rëndësishme. Rregullimi i gjenit eukariotik është shumë më kompleks se ai i përshkruar për prokariotët.

Gjenomi i njeriut. Në çdo qelizë njerëzore, ka rreth 2 m ADN në 46 kromozome, të paketuara dendur në një spirale të dyfishtë, e cila përbëhet nga rreth 3,2 $ × $ 10 9 çifte nukleotide, e cila siguron rreth 10 1900000000 kombinime unike të mundshme. Nga fundi i viteve 1980, vendndodhja e rreth 1.500 gjeneve njerëzore ishte e njohur, por numri i tyre i përgjithshëm u vlerësua në rreth 100.000, pasi vetëm rreth 10.000 sëmundje trashëgimore tek njerëzit, për të mos përmendur numrin e proteinave të ndryshme që përmbahen në qeliza.

Në vitin 1988 filloi projekti ndërkombëtar “Gjenomi i njeriut”, i cili fillimi i XXI shekulli përfundoi me një dekodim të plotë të sekuencës nukleotide. Ai bëri të mundur të kuptojmë se dy njerëz të ndryshëm kanë 99.9% sekuenca të ngjashme nukleotide, dhe vetëm 0.1% e mbetur përcaktojnë individualitetin tonë. Në total, u zbuluan afërsisht 30-40 mijë gjene strukturorë, por më pas numri i tyre u reduktua në 25-30 mijë. Midis këtyre gjeneve, nuk ka vetëm ato unike, por edhe të përsëritura qindra e mijëra herë. Megjithatë, këto gjene kodojnë një numër shumë më të madh të proteinave, siç janë dhjetëra mijëra proteina mbrojtëse - imunoglobulina.

97% e gjenomit tonë është "plehra" gjenetike që ekziston vetëm sepse mund të riprodhohet mirë (ARN që transkriptohet në këto rajone nuk largohet kurrë nga bërthama). Për shembull, midis gjeneve tona nuk ka vetëm gjene "njerëzore", por edhe 60% të gjeneve të ngjashme me ato të mizës së frutave dhe deri në 99% të gjeneve tona janë të lidhura me shimpanzetë.

Paralelisht me dekodimin e gjenomit, u zhvillua edhe hartëzimi i kromozomeve, si rezultat i të cilit u bë i mundur jo vetëm zbulimi, por edhe përcaktimi i vendndodhjes së disa gjeneve përgjegjës për zhvillimin e sëmundjeve trashëgimore, si dhe objektivi i ilaçit. gjenet.

Deshifrimi i gjenomit njerëzor nuk ka ende një efekt të drejtpërdrejtë, pasi ne kemi marrë një lloj udhëzimi për të mbledhur një organizëm kaq kompleks si person, por nuk kemi mësuar se si ta bëjmë atë ose të paktën të korrigjojmë gabimet në të. Sidoqoftë, epoka e mjekësisë molekulare është tashmë në prag, në të gjithë botën ka një zhvillim të të ashtuquajturave preparate të gjeneve që mund të bllokojnë, heqin apo edhe zëvendësojnë gjenet patologjike tek njerëzit e gjallë, dhe jo vetëm në një vezë të fekonduar.

Nuk duhet të harrojmë se në qelizat eukariote ADN-ja përmbahet jo vetëm në bërthamë, por edhe në mitokondri dhe plastide. Ndryshe nga gjenomi bërthamor, organizimi i gjeneve mitokondriale dhe plastide ka shumë të përbashkëta me organizimin e gjenomit prokariotik. Përkundër faktit se këto organele mbajnë më pak se 1% të informacionit trashëgues të qelizës dhe nuk kodojnë as një grup të plotë proteinash të nevojshme për funksionimin e tyre, ato mund të ndikojnë ndjeshëm në disa veçori të trupit. Kështu, larmia në bimët e klorofitumit, dredhkës dhe të tjerave trashëgohet nga një numër i parëndësishëm i pasardhësve, edhe kur kryqëzohen dy bimë të larmishme. Kjo për faktin se plastidet dhe mitokondritë transmetohen më së shumti me citoplazmën e vezës, ndaj kjo trashëgimi quhet amtare, ose citoplazmike, në ndryshim nga gjenotipiku, i cili lokalizohet në bërthamë.

"Cili është kuptimi i biologjisë në jetë?" mesazh, e përmbledhur në këtë artikull, do të zbulojë të gjitha aspektet pozitive të kësaj fushe dhe mundësitë e përdorimit të saj në të ardhmen.

Postimet: Kuptimi i Biologjisë

Biologjiaështë një sistem shkencash që studion kafshë të egra. Ai përfshin shumë shkenca, e para prej të cilave u ngrit botanikë dhe zoologji. Kjo ka ndodhur mbi 2000 vjet më parë. Me kalimin e kohës, janë shfaqur shumë drejtime, me të cilat do të njiheni më vonë.

Çdo organizëm i gjallë jeton në mjedisin e tij specifik. Është pjesë e natyrës me të cilën ndërveprojnë kafshët. Rreth një personi ka një numër të madh të organizmave të gjallë: kërpudhave, baktereve, kafshëve dhe bimëve. Dhe secili grup studiohet nga një shkencë biologjike e veçantë.

Për të izoluar, biologjia është një shkencë që, përmes kërkimit të saj, është krijuar për të bindur njerëzimin për një qëndrim të kujdesshëm ndaj natyrës, respektimin e ligjeve. Kjo është shkenca e së ardhmes. Prandaj, është e vështirë të mbivlerësohet roli i biologjisë në të ardhmen, sepse ajo studion jetën dhe të gjitha manifestimet e saj në çdo detaj. Biologjia moderne bashkon koncepte të tilla si teoria e qelizave, evolucioni, gjenetika, energjia dhe homeostaza.

Sot nga biologjia janë shkëputur shkencat e reja, të cilat luajnë një rol të rëndësishëm jo vetëm për njerëzimin sot, por edhe në të ardhmen. Këto janë gjenetika, botanika, zoologjia, mikrobiologjia, morfologjia, fiziologjia dhe virologjia. Ato përfaqësojnë një kompleks të tërë njohurish të vlefshme, themelore të grumbulluara ndër vite nga qytetërimi.

Përdorimi i njohurive biologjike në jetën e përditshme

Sot, njerëzimi përballet me probleme akute të mbrojtjes së shëndetit, furnizimit me ushqim, ruajtjes së shumëllojshmërisë së organizmave në planet dhe ekologjisë. Për shembull, biologjia në Jeta e përditshme ndihmoi në shpëtimin e shumë jetëve falë zhvillimit të antibiotikëve. Shkenca gjithashtu ndihmon për t'i siguruar njerëzimit ushqim - shkencëtarët kanë krijuar varietete bimësh me rendiment të lartë, raca të reja kafshësh. Biologët studiojnë tokat dhe zhvillojnë teknologji për të ruajtur dhe rritur pjellorinë e tyre. Nga kërpudhat dhe bakteret, njerëzit kanë mësuar të marrin kefir, djathë dhe kos.

Shkenca biologjike është një bazë e fortë në sociologji, mjekësi dhe ekologji. Ajo përditësohet vazhdimisht me njohuri. Kjo është vlera e saj. Falë biologjisë, njerëzit kanë mësuar të kurojnë bakteriologjike dhe sëmundjet virale. Punimet e kërkimit nuk ishin të kota: burimet e sëmundjeve të tilla të tmerrshme si tifoja, kolera, lija dhe antraksi u zhdukën nga planeti.

Roli i biologjisë po rritet vazhdimisht. Sot gjenomi i njeriut është deshifruar dhe në të ardhmen na presin zbulime edhe më të mëdha. Kjo do të ndihmojë një drejtim të tillë si bioteknologjia, e cila synon jo vetëm krijimin e barnave të sigurta, por edhe rritjen e vetë cilësisë së jetës.

Pajtueshmëria me ligjet biologjike dhe përdorimi i bioteknologjisë do të sigurojë bashkëjetesë të sigurt për të gjithë banorët e planetit. Në të ardhmen, biologjia do të shndërrohet në një forcë reale që kontribuon në prosperitetin e Tokës dhe harmoninë midis njeriut dhe natyrës.

Shpresojmë që mesazhi në temën "Kuptimi i biologjisë" ju ndihmoi të përgatiteni për mësimin dhe mësuat se çfarë kuptimi ka njohuri biologjike për njeriun e ardhshëm. Dhe mund të shtoni një histori rreth kuptimit të biologjisë përmes formularit të komenteve më poshtë.

Blloku 1. Biologjia si shkencë. metodat e biologjisë

Roli i biologjisë në formimin e tablosë moderne të shkencës natyrore të botës, në veprimtaritë praktike të njerëzve.

Biologjia(nga greqishtja. bios- një jetë, logot- fjala, shkencë) është një kompleks shkencash për jetën e egër.

Lënda e biologjisë janë të gjitha manifestimet e jetës: struktura dhe funksionet e qenieve të gjalla, diversiteti, origjina dhe zhvillimi i tyre, si dhe ndërveprimi me mjedisin. Detyra kryesore e biologjisë si shkencë është të interpretojë të gjitha dukuritë e natyrës së gjallë mbi baza shkencore, duke marrë parasysh se i gjithë organizmi ka veti që janë thelbësisht të ndryshme nga përbërësit e tij.

Termi "biologji" gjendet në veprat e anatomistëve gjermanë T. Roose (1779) dhe K.-F. Burdakh (1800), por vetëm në vitin 1802 u përdor për herë të parë në mënyrë të pavarur nga J.-B. Lamarck dhe G.-R. Treviranus për t'iu referuar shkencës që studion organizmat e gjallë.

Biologjia studion të gjitha aspektet e jetës, në veçanti, strukturën, funksionimin, rritjen, origjinën, evolucionin dhe shpërndarjen e organizmave të gjallë në Tokë. Klasifikon dhe përshkruan qeniet e gjalla, origjinën e specieve të tyre, ndërveprimin me njëra-tjetrën dhe me mjedisin.

Në zemër të biologjisë moderne janë 5 parime themelore: teoria e qelizave, evolucioni, gjenetika, homeostaza dhe energjia.

Shkenca Biologjike

Aktualisht, biologjia përfshin një numër shkencash që mund të sistemohen sipas kritereve të mëposhtme: subjekt dhe mbizotëruese metodat hulumtim dhe studim niveli i organizimit të kafshëve të egra.

Sipas lëndës së studimit shkencat biologjike ndahen në bakteriologji, botanikë, virologji, zoologji, mikologji.

Botanikëështë një shkencë biologjike që studion në mënyrë të gjithanshme bimët dhe mbulesën bimore të Tokës.

Zoologjia- një degë e biologjisë, shkencës së diversitetit, strukturës, jetës, shpërndarjes dhe marrëdhënies së kafshëve me mjedisin, origjinën dhe zhvillimin e tyre.

Bakteriologjia- shkencë biologjike që studion strukturën dhe veprimtarinë jetësore të baktereve, si dhe rolin e tyre në natyrë.

Virologjiaështë shkenca biologjike që studion viruset. objekti kryesor mikologjia janë kërpudhat, struktura e tyre dhe veçoritë e aktivitetit jetësor.

Likenologjia- shkencë biologjike që studion likenet.

Bakteriologjia, virologjia dhe disa aspekte të mykologjisë shpesh konsiderohen brenda mikrobiologjisë- seksioni i biologjisë, shkenca e mikroorganizmave (bakteret, viruset dhe kërpudhat mikroskopike).

Sistematika, ose taksonomia,- shkencë biologjike që përshkruan dhe klasifikon në grupe të gjitha krijesat e gjalla dhe të zhdukura.

Nga ana tjetër, secila nga shkencat e listuara biologjike ndahet në biokimi, morfologji, anatominë, fiziologji, embriologji, gjenetikë dhe taksonomi (të bimëve, kafshëve ose mikroorganizmave).

Biokimia- kjo është shkenca e përbërjes kimike të lëndës së gjallë, proceseve kimike që ndodhin në organizmat e gjallë dhe që qëndrojnë në themel të aktivitetit të tyre jetësor.

Morfologjia- shkencë biologjike që studion formën dhe strukturën e organizmave, si dhe modelet e zhvillimit të tyre. Në një kuptim të gjerë, ai përfshin citologjinë, anatominë, histologjinë dhe embriologjinë. Të dallojë morfologjinë e kafshëve dhe bimëve.

Anatomia- Kjo është një degë e biologjisë (më saktë, morfologjia), një shkencë që studion strukturën e brendshme dhe formën e organeve, sistemeve dhe trupit në tërësi. Anatomia e bimëve konsiderohet si pjesë e botanikës, anatomia e kafshëve konsiderohet si pjesë e zoologjisë dhe anatomia e njeriut është një shkencë më vete.

Fiziologjia- shkencë biologjike që studion proceset e veprimtarisë jetësore të organizmave bimorë dhe shtazorë, sistemet e tyre individuale, organet, indet dhe qelizat. Ka fiziologji të bimëve, kafshëve dhe njerëzve.

Embriologjia (biologjia e zhvillimit)- një degë e biologjisë, shkencë e zhvillimit individual të organizmit, duke përfshirë zhvillimin e embrionit.

Objekt gjenetike janë modele të trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë. Aktualisht, është një nga shkencat biologjike më dinamike në zhvillim.

Sipas nivelit të studiuar të organizimit të natyrës së gjallë dallojnë biologjinë molekulare, citologjinë, histologjinë, organologjinë, biologjinë e organizmave dhe sistemet mbiorganizmale.

Biologji Molekulareështë një nga seksionet më të reja të biologjisë, një shkencë që studion, në veçanti, organizimin e informacionit trashëgues dhe biosintezën e proteinave.

Citologjia, ose Biologjia e qelizave,- shkenca biologjike, objekt studimi i së cilës janë qelizat e organizmave njëqelizorë dhe shumëqelizorë.

Histologjia- shkencë biologjike, një pjesë e morfologjisë, objekti i së cilës është struktura e indeve të bimëve dhe kafshëve.

Tek sfera organologji përfshijnë morfologjinë, anatominë dhe fiziologjinë e organeve të ndryshme dhe sistemeve të tyre.

Biologjia e organizmave përfshin të gjitha shkencat që kanë të bëjnë me organizmat e gjallë, p.sh. etologji shkenca e sjelljes së organizmave.

Biologjia e sistemeve mbiorganizmave ndahet në biogjeografi dhe ekologji. Studimet e shpërndarjes së organizmave të gjallë biogjeografia, kurse ekologjisë- organizimi dhe funksionimi i sistemeve mbiorganizmave në nivele të ndryshme: popullata, biocenoza (komunitete), biogjeocenoza (ekosisteme) dhe biosferë.

Sipas metodave mbizotëruese të kërkimit mund të dallohet biologjia përshkruese (për shembull, morfologjia), eksperimentale (për shembull, fiziologjia) dhe biologjia teorike.

Zbulimi dhe shpjegimi i rregullsive të strukturës, funksionimit dhe zhvillimit të natyrës së gjallë në nivele të ndryshme të organizimit të saj është detyrë. biologjisë së përgjithshme. Ai përfshin biokiminë, biologjinë molekulare, citologjinë, embriologjinë, gjenetikën, ekologjinë, shkencën evolucionare dhe antropologjinë.

doktrina evolucionare studion shkaqet, forcat lëvizëse, mekanizmat dhe modelet e përgjithshme të evolucionit të organizmave të gjallë. Një nga seksionet e tij është paleontologji- shkenca, objekt i së cilës janë mbetjet fosile të organizmave të gjallë.

Antropologjia- një pjesë e biologjisë së përgjithshme, shkencës për origjinën dhe zhvillimin e njeriut si specie biologjike, si dhe diversitetin e popullatave të njeriut modern dhe modelet e ndërveprimit të tyre.

Aspektet e aplikuara të biologjisë i caktohen fushës së bioteknologjisë, mbarështimit dhe shkencave të tjera me zhvillim të shpejtë.

Bioteknologjia quhet shkenca biologjike që studion përdorimin e organizmave të gjallë dhe proceset biologjike në prodhim. Përdoret gjerësisht në ushqim (pjekje, djathëbërje, birre, etj.) dhe në industrinë farmaceutike (për marrjen e antibiotikëve, vitaminave), për trajtimin e ujit etj.

Përzgjedhja- shkenca e metodave për krijimin e racave të kafshëve shtëpiake, varieteteve të bimëve të kultivuara dhe llojeve të mikroorganizmave me vetitë e nevojshme për një person. Përzgjedhja kuptohet edhe si procesi i ndryshimit të organizmave të gjallë, i kryer nga njeriu për nevojat e tij.

Progresi i biologjisë është i lidhur ngushtë me suksesin e shkencave të tjera natyrore dhe ekzakte, si fizika, kimia, matematika, shkenca kompjuterike etj. Për shembull, mikroskopia, ultratingulli (ultratingulli), tomografia dhe procese të tjera që ndodhin në sistemet e gjalla do të ishin. e pamundur pa përdorimin e metodave kimike dhe fizike. Përdorimi i metodave matematikore lejon, nga njëra anë, të identifikojë praninë e një lidhjeje të rregullt midis objekteve ose fenomeneve, të konfirmojë besueshmërinë e rezultateve të marra dhe nga ana tjetër, të modelojë një fenomen ose proces. Kohët e fundit, metodat kompjuterike, si modelimi, janë bërë gjithnjë e më të rëndësishme në biologji. Në kryqëzimin e biologjisë dhe shkencave të tjera, kanë lindur një sërë shkencash të reja, si biofizika, biokimia, bionika etj.

Roli i biologjisë në formimin e tablosë moderne të shkencës natyrore të botës

Në fazën e formimit, biologjia nuk ekzistonte ende veçmas nga shkencat e tjera natyrore dhe ishte e kufizuar vetëm në vëzhgimin, studimin, përshkrimin dhe klasifikimin e përfaqësuesve të botës shtazore dhe bimore, domethënë ishte një shkencë përshkruese. Megjithatë, kjo nuk i pengoi natyralistët e lashtë Hipokrati (rreth 460-377 p.e.s.), Aristoteli (384-322 p.e.s.) dhe Theophrastus (emri i vërtetë Tirtham, 372-287 p.e.s.). e.) të jepnin një kontribut të rëndësishëm në zhvillim. i ideve për strukturën e trupit të njeriut dhe kafshëve, si dhe diversitetin biologjik të kafshëve dhe bimëve, duke hedhur kështu themelet e anatomisë dhe fiziologjisë njerëzore, zoologjisë dhe botanikës.

Thellimi i njohurive për natyrën e gjallë dhe sistemimi i fakteve të akumuluara më parë që ndodhën në shekujt 16-18 kulmoi me futjen e nomenklaturës binare dhe krijimin e një taksonomie koherente të bimëve (C. Linnaeus) dhe kafshëve (J.- B. Lamarck).

Përshkrimi i një numri të konsiderueshëm speciesh me karakteristika morfologjike të ngjashme, si dhe gjetjet paleontologjike, u bënë parakushte për zhvillimin e ideve për origjinën e specieve dhe shtigjet e zhvillimit historik të botës organike. Kështu, eksperimentet e F. Redi, L. Spallanzani dhe L. Pasteur në shekujt 17-19 hodhën poshtë hipotezën e gjenerimit spontan spontan të paraqitur nga Aristoteli dhe ekzistuar në mesjetë, dhe teorinë e evolucionit biokimik nga A. I. Oparin dhe J. Haldane, i konfirmuar shkëlqyeshëm nga S Miller dhe G. Urey, bëri të mundur përgjigjen e pyetjes së origjinës së të gjitha gjallesave.

Nëse vetë procesi i shfaqjes së të gjallëve nga përbërësit jo të gjallë dhe evolucioni i tij në vetvete nuk ngjall më dyshime, atëherë mekanizmat, mënyrat dhe drejtimet e zhvillimit historik të botës organike ende nuk janë sqaruar plotësisht, pasi asnjë nga dy teori kryesore konkurruese të evolucionit (teoria sintetike e evolucionit, e krijuar në bazë të teorisë së C. Darwin, dhe teoria e J.-B. Lamarck) ende nuk mund të ofrojnë prova shteruese.

Përdorimi i mikroskopisë dhe metodave të tjera të shkencave të ngjashme, për shkak të përparimit në fushën e shkencave të tjera natyrore, si dhe futjes së praktikës eksperimentale, i lejoi shkencëtarët gjermanë T. Schwann dhe M. Schleiden të formulojnë një teori qelizore që në shek. Shekulli XIX, i plotësuar më vonë nga R. Virchow dhe K. Baer. Ai u bë përgjithësimi më i rëndësishëm në biologji, i cili formoi gurthemelin e ideve moderne për unitetin e botës organike.

Zbulimi i modeleve të transmetimit të informacionit të trashëguar nga murgu çek G. Mendel shërbeu si një shtysë për zhvillimin e mëtejshëm të shpejtë të biologjisë në shekujt XX-XXI dhe çoi jo vetëm në zbulimin e bartësit universal të trashëgimisë - ADN-së, por edhe kodit gjenetik, si dhe mekanizmave themelorë të kontrollit, leximit dhe ndryshueshmërisë së informacionit trashëgues.

Zhvillimi i ideve për mjedisin ka çuar në shfaqjen e një shkence të tillë si ekologji, dhe formulimi doktrina e biosferës si një sistem kompleks planetar me shumë komponentë i komplekseve të mëdha biologjike të ndërlidhura, si dhe proceseve kimike dhe gjeologjike që ndodhin në Tokë (V.I. Vernadsky), i cili në fund të fundit lejon të paktën në një masë të vogël të zvogëlojë pasojat negative të aktivitetit ekonomik njerëzor.

Kështu, biologjia ka luajtur një rol të rëndësishëm në formimin e tablosë moderne të shkencës natyrore të botës.

Biologjia është një sistem shkencash, objekt studimi i të cilit janë qeniet e gjalla dhe ndërveprimi i tyre me mjedisin.

Roli i biologjisë në shoqëri moderne, dhe veçanërisht në mjekësi, është e paçmuar. Sa herë që mendojmë për pyetjen se cili është roli i biologjisë në shoqërinë moderne, kujtojmë se ishte falë heroizmit të biologëve mjekësorë që qendrat e epidemive të tmerrshme u zhdukën nga planeti Tokë: murtaja, kolera, ethet tifoide, antraksi, lisë dhe sëmundje të tjera jo më pak të rrezikshme për jetën. Mund të themi me siguri se roli i biologjisë në shoqërinë moderne po rritet vazhdimisht. Është e pamundur të imagjinohet jeta moderne pa përzgjedhje, kërkime gjenetike, prodhimin e produkteve të reja ushqimore, si dhe burime energjie miqësore me mjedisin.

Rëndësia kryesore e biologjisë është se ajo është themeli dhe baza teorike për shumë shkenca premtuese, si inxhinieria gjenetike dhe bionika. Ajo zotëron një zbulim të madh - deshifrimin e gjenomit njerëzor. Një drejtim i tillë si bioteknologjia u krijua gjithashtu në bazë të njohurive të kombinuara në biologji.

Situata e paqëndrueshme ekologjike në Tokë kërkon një rishikim të aktiviteteve prodhuese dhe rëndësia e biologjisë në jetën e njeriut po kalon në një nivel të ri. Çdo vit jemi dëshmitarë të fatkeqësive në shkallë të gjerë. Në shumë mënyra, ato shkaktohen nga rritja e popullsisë së botës, përdorimi i paarsyeshëm i burimeve të energjisë, si dhe kontradiktat ekzistuese ekonomike dhe sociale në shoqërinë moderne. E tashmja na tregon qartë se ekzistenca e mëtejshme e qytetërimit është e mundur vetëm nëse ka harmoni në mjedis. Vetëm respektimi i ligjeve biologjike, si dhe përdorimi i gjerë i bioteknologjive progresive të bazuara në të menduarit ekologjik, do të sigurojë një bashkëjetesë të sigurt natyrore për të gjithë banorët e planetit pa përjashtim.

Roli i biologjisë në shoqërinë moderne tashmë është shndërruar në një forcë reale. Falë njohurive të saj, prosperiteti i planetit tonë është i mundur. Kjo është arsyeja pse përgjigja në pyetjen se cili është roli i biologjisë në shoqërinë moderne mund të jetë kjo - ky është çelësi i dashur i harmonisë midis natyrës dhe njeriut.

Biologjia në shoqërinë moderne

Plotësuar nga studenti 10 "A"

Ivanova Veronika

Biologji (greqisht bios - jetë, logos - mësimdhënie, shkencë) - shkenca e jetës së egër. Termi "biologji" u propozua për herë të parë në 1802 nga natyralisti francez J. B. Lamarck dhe në mënyrë të pavarur nga botanisti gjerman G. R. Treviranus.

Doktrina e jetës së egër është pjesë e kulturës njerëzore. Roli i biologjisë është domethënës në formësimin e botëkuptimit, në ndërgjegjësimin e njeriut për rolin e tij në botën që e rrethon. Studimi i biologjisë formon të menduarit shkencor të çdo personi dhe ndihmon në të kuptuarit e botës përreth nesh. Zhvillimi i biologjisë kushtëzohet si nga interesat e praktikës ashtu edhe nga nevojat e të gjithë shoqërisë (problemet e mjekësisë, detyrat e riprodhimit bujqësor etj.).

Lënda e hulumtimit të biologjisë është shumëllojshmëria e organizmave të gjallë dhe të zhdukur, origjina e tyre, evolucioni, shpërndarja, struktura, funksionimi dhe zhvillimi individual, marrëdhëniet me njëri-tjetrin dhe me natyrën e pajetë që i rrethon. Biologjia merr në konsideratë modelet e përgjithshme dhe të veçanta të natyrshme në jetë në të gjitha manifestimet dhe vetitë e saj (metabolizmi, riprodhimi, trashëgimia, ndryshueshmëria, përshtatshmëria, rritja, zhvillimi, nervozizmi, lëvizshmëria, etj.).

Biologjia ndahet në një sërë shkencash dhe drejtimesh të pavarura në varësi të objekteve të studiuara, niveleve të organizimit të gjallesave, metodave të kërkimit dhe përdorimit praktik të njohurive biologjike.

Biologjia e grupeve sistematike është e angazhuar në: virologji - shkenca e viruseve, mikrobiologjia, mykologjia - shkenca e kërpudhave, botanika - shkenca e bimëve, zoologjia - shkenca e kafshëve, antropologjia - shkenca e njeriut. Secila prej këtyre disiplinave është e ndarë në një numër zonash më të ngushta në varësi të objektit të kërkimit. Për shembull, në zoologji ekzistojnë shkenca të tilla si entomologjia - shkenca e insekteve, ihtiologjia - për peshqit, teriologjia - për gjitarët, ornitologjia - për zogjtë, myrmekologjia - për milingonat, lepidopterologjia - për fluturat, protistologjia - shkenca e protozoarëve, etj. Në botanikë shquhen: algologjia - shkenca e algave, briologjia - për myshqet, dendrologjia - për bimët drunore etj. Përveç kësaj, në zoologji dhe botanikë dallohen shkencat që studiojnë aspekte të caktuara të jetës së kafshëve dhe bimëve: struktura (morfologjia, anatomia, histologjia etj.), zhvillimi (embriologjia, evolucioni etj.), aktiviteti jetësor (fiziologjia dhe biokimia e kafshëve dhe bimëve), shpërndarja (zoogjeografia dhe fitogjeografia), klasifikimi në grupe (taksonomia e bimëve dhe e kafshëve), etj. - një shkencë që studion mikroorganizmat,

Sipas strukturës, vetive dhe manifestimeve të jetës së organizmave individualë, duhet të dallohen: anatomia, morfologjia (në kuptimin e ngushtë) - për strukturën e jashtme, fiziologjia - për jetën e të gjithë organizmit dhe pjesëve të tij, gjenetikë - shkenca e ligjeve të trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë së organizmave dhe metodave të menaxhimit të tyre. Më vete veçohen shkencat për zhvillimin e lëndës së gjallë: biologjia e zhvillimit individual të organizmave; teoria evolucionare (një grup njohurish rreth zhvillim historik kafshë të egra); paleontologjia, e cila studion historinë e jetës nga mbetjet e organizmave të gjallë. - shkenca e strukturës së brendshme.

Në studimin e jetës kolektive dhe bashkësive të organizmave të gjallë merren: etologjia - shkenca e sjelljes së kafshëve, ekologjia (në një kuptim të përgjithshëm) - shkenca e marrëdhënieve të organizmave të ndryshëm dhe bashkësive që ata formojnë midis tyre dhe mjedisit. . Ndër seksionet e ekologjisë, konsiderohet biocenologjia - shkenca e bashkësive të organizmave të gjallë, biologjia e popullsisë - një degë e njohurive që studion strukturën dhe vetitë e popullatave, etj.

Sipas metodave të kërkimit, zakonisht dallohet biokimia, e cila studion substancat kimike që përbëjnë organizmat, strukturën, shpërndarjen, shndërrimet dhe funksionet e tyre; biofizikë - shkenca e dukurive fizike dhe fiziko-kimike në organizmat e gjallë. Biometria, e cila është edhe një nga degët më të rëndësishme të biologjisë, merret me planifikimin e eksperimenteve sasiore biologjike dhe përpunimin e rezultateve me metodat e statistikave matematikore.

Në varësi të fushës së veprimtarisë praktike njerëzore në të cilën përdoret njohuria biologjike, ekzistojnë disiplina të tilla si bioteknologjia - një grup metodash industriale që bëjnë të mundur përdorimin e organizmave të gjallë dhe pjesëve të tyre individuale me efikasitet të lartë për prodhimin e produkteve shkumë. (antibiotikë, vitamina, hormone, etj.) ), për të mbrojtur bimët nga dëmtuesit dhe sëmundjet, për të luftuar ndotjen e mjedisit, në impiantet e trajtimit të ujërave të zeza; agrobiologji - një kompleks njohurish për kultivimin e të lashtave; përzgjedhja - shkenca e metodave për krijimin e varieteteve bimore, racave të kafshëve, llojeve të mikroorganizmave me tipare që i nevojiten një personi. Ka edhe blegtori, veterinari, biologji mjekësore, fitopatologji, biologji për ruajtjen e natyrës.

Në varësi të fushës së veprimtarisë praktike njerëzore në të cilën përdoret njohuria biologjike, ekzistojnë disiplina të tilla si bioteknologjia - një grup metodash industriale që bëjnë të mundur përdorimin e organizmave të gjallë dhe pjesëve të tyre individuale me efikasitet të lartë për prodhimin e produkteve shkumë. (antibiotikë, vitamina, hormone, etj.) ), për të mbrojtur bimët nga dëmtuesit dhe sëmundjet, për të luftuar ndotjen e mjedisit, në impiantet e trajtimit të ujërave të zeza; agrobiologji - një kompleks njohurish për kultivimin e të lashtave; përzgjedhja - shkenca e metodave për krijimin e varieteteve bimore, racave të kafshëve, llojeve të mikroorganizmave me tipare që i nevojiten një personi. Ka edhe blegtori, veterinari, biologji mjekësore, fitopatologji, biologji për ruajtjen e natyrës.

Natyrisht, një klasifikim i tillë i shkencave biologjike është kryesisht arbitrar dhe nuk jep një ide për diversitetin e disiplinave biologjike.

Arritjet teorike të biologjisë përdoren gjerësisht në mjekësi. Janë sukseset dhe zbulimet në biologji që përcaktojnë nivelin modern të shkencës mjekësore. Pra, të dhënat e gjenetikës bënë të mundur zhvillimin e metodave për diagnostikimin, trajtimin dhe parandalimin e hershëm të sëmundjeve trashëgimore të njeriut. Përzgjedhja e mikroorganizmave bën të mundur marrjen e enzimave, vitaminave, hormoneve të nevojshme për trajtimin e një sërë sëmundjesh. Zhvillimi i inxhinierisë gjenetike hap perspektiva të gjera për prodhimin e biologjikisht komponimet aktive dhe substancave medicinale. Kështu, për shembull, duke përdorur metoda të inxhinierisë gjenetike, u mor gjeni për hormonin e insulinës dhe më pas u integrua në gjenomën e Escherichia coli. Ky lloj i Escherichia coli është në gjendje të sintetizojë insulinën njerëzore, e cila përdoret për trajtimin e diabetit. Somatotropina (hormoni i rritjes) dhe hormonet e tjera njerëzore, interferoni, preparatet imunogjene dhe vaksinat prodhohen aktualisht në mënyrë të ngjashme.

Eksperimentet me kafshë simulojnë shumë procese patologjike, të cilat bëjnë të mundur kuptimin e thelbit të një sëmundjeje të caktuar, vendosjen e parimeve për restaurimin e qelizave, indeve dhe organeve të dëmtuara dhe përcaktimin e taktikave optimale të trajtimit dhe parandalimit. Përparimet në imunologji kanë bërë tashmë të mundur kryerjen e transplantimit të organeve vitale, diagnostikimin e shumë sëmundjeve dhe uljen e nivelit të sëmundjeve infektive.

Ligjet e përgjithshme biologjike përdoren në zgjidhjen e një sërë çështjesh në shumë sektorë të ekonomisë kombëtare. Rritja e shpejtë e popullsisë së botës, rënia e vazhdueshme e territoreve të pushtuara nga prodhimi bujqësor, kanë çuar në problemin global të kohës sonë - prodhimin e ushqimit. Ky problem mund të zgjidhet nga shkenca të tilla si rritja e bimëve dhe blegtoria, bazuar në arritjet e gjenetikës dhe përzgjedhjes. Falë njohjes së ligjeve të trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë, është e mundur të krijohen varietete shumë produktive të bimëve të kultivuara dhe racave të kafshëve shtëpiake, të cilat do të bëjnë të mundur kryerjen intensive të prodhimit bujqësor dhe plotësimin e nevojave të popullsisë së planetit për burime ushqimore. .

Përdorimi i parimeve të organizimit të qenieve të gjalla (bionika) në industri, inxhinieri mekanike dhe ndërtim anijesh sjell në kohën e tashme dhe do të japë në të ardhmen një efekt të rëndësishëm ekonomik.

Përparimi i shkencës dhe teknologjisë, krijimi dhe përdorimi i teknologjive të reja mund të shkaktojnë dëme në biosferë (ndonjëherë të pariparueshme). Ndotja e mjedisit me mbetje industriale ngre çështjen e mbijetesës, dhe shpeshherë edhe zhdukjen e shumë llojeve të kafshëve dhe bimëve. Rritja e fatkeqësive mjedisore vë në rrezik gjithë jetën në planet. Detyrat e ruajtjes së organizmave të gjallë dhe rikthimit të popullatave të tyre në habitatin e tyre natyror zgjidhen nga biologët në të gjithë botën.

Ekologjia ndihmon në zgjidhjen e problemeve kaq të rëndësishme të kohës sonë si mbrojtja e mjedisit, përdorimi racional i burimeve natyrore. Ai parashikon identifikimin dhe eliminimin e pasojave negative të ndikimit të njeriut në natyrë (ndotja e mjedisit nga substanca të shumta të dëmshme), përcaktimi i regjimeve për përdorimin racional të rezervave të biosferës. Një detyrë urgjente e ekologjisë është të sigurojë sigurinë e biosferës dhe aftësinë e natyrës për të riprodhuar veten.

Njerëzimi nuk mund të ekzistojë pa kafshë të egra. Prandaj, është jetike për ta mbajtur atë në "gjendje pune". Fatkeqësisht, kjo nuk është aq e lehtë për t'u bërë. Si rezultat i eksplorimit njerëzor të të gjithë sipërfaqes së planetit, zhvillimit të bujqësisë, industrisë, shpyllëzimit, ndotjes së kontinenteve dhe oqeaneve, një numër në rritje i llojeve të bimëve, kërpudhave dhe kafshëve po zhduken nga faqja e Tokës. Një specie e zhdukur nuk mund të restaurohet. Është produkt i miliona viteve të evolucionit dhe ka një grup gjenesh unik. Në vendin tonë, një specie vertebrore zhduket mesatarisht në 3.5 vjet. Si të ndryshohet kjo prirje dhe të kthehet në rrugën e justifikuar evolucionarisht të një rritjeje të vazhdueshme të "shumës së jetës" totale dhe jo uljes së saj? Ky problem ka të bëjë me të gjithë njerëzimin, por është e pamundur të zgjidhet pa punën e biologëve.