خطة المحاضرة:

1. أهمية المعرفة البيولوجية في العالم الحديث. مكانة علم الأحياء العام في نظام العلوم البيولوجية.

2. طرق الدراسة.

3. مفهوم "الحياة" وخصائص الأحياء.

4. مستويات تنظيم الأحياء.

5. القيمة العملية لعلم الأحياء.

1. أهمية المعرفة البيولوجية في العالم الحديث.

علم الأحياء هو علم الحياة بكل مظاهره وأنماطه التي تحكم الطبيعة الحية. نشأ اسمها من مزيج من كلمتين يونانيتين: BIOS - الحياة ، LOGOS - التدريس. هذا العلم يدرس جميع الكائنات الحية.

تم إدخال مصطلح "علم الأحياء" في التداول العلمي من قبل العالم الفرنسي جيه بي لامارك في عام 1802. موضوع علم الأحياء هو الكائنات الحية (نباتات ، حيوانات ، فطريات ، بكتيريا) ، تركيبها ، وظائفها ، تطورها ، أصلها ، علاقتها بالبيئة.

في العالم العضوي ، هناك 5 ممالك متميزة: البكتيريا (العشب) ، النباتات ، الحيوانات ، الفطريات ، الفيروسات. يتم دراسة هذه الكائنات الحية على التوالي من قبل العلوم: علم الجراثيم وعلم الأحياء الدقيقة ، وعلم النبات ، وعلم الحيوان ، وعلم الفطريات ، وعلم الفيروسات. كل من هذه العلوم مقسمة إلى أقسام. على سبيل المثال ، يشمل علم الحيوان علم الحشرات ، وعلم النفس ، وعلم الطيور ، وعلم الأسماك ، وغيرها. تتم دراسة كل مجموعة من الحيوانات وفقًا لخطة: علم التشريح ، وعلم التشكل ، وعلم الأنسجة ، وجغرافيا الحيوان ، وعلم السلوك ، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى هذه الأقسام ، يمكن للمرء أيضًا تسمية: الفيزياء الحيوية والكيمياء الحيوية والقياسات الحيوية وعلم الخلايا وعلم الأنسجة وعلم الوراثة وعلماء البيئة والتربية وبيولوجيا الفضاء والهندسة الوراثية وغيرها الكثير.

وبالتالي ، فإن علم الأحياء الحديث عبارة عن مجموعة معقدة من العلوم التي تدرس الكائنات الحية.

لكن هذا التمايز سيؤدي بالعلم إلى طريق مسدود إذا لم يكن هناك تكامل للعلم - علم الأحياء العام.يوحد جميع العلوم البيولوجية على المستويين النظري والعملي.

· ماذا يدرس علم الأحياء العام؟

تدرس البيولوجيا العامة أنماط الحياة على جميع مستويات تنظيمها ، وآليات العمليات والظواهر البيولوجية ، وطرق تطور العالم العضوي واستخدامه الرشيد.

· ما الذي يمكن أن يوحد كل العلوم البيولوجية؟

تلعب البيولوجيا العامة دورًا موحدًا في نظام المعرفة حول الحياة البرية ، نظرًا لأنها تنظم الحقائق التي سبق دراستها ، والتي تتيح مجملها تحديد الأنماط الرئيسية للعالم العضوي.

· ما هو الغرض من علم الأحياء العام؟

تنفيذ الاستخدام المعقول والحماية والتكاثر للطبيعة.

2. طرق دراسة علم الأحياء.

الطرق الرئيسية لعلم الأحياء هي:

الملاحظة(يسمح لك بوصف الظواهر البيولوجية) ،

مقارنة(يجعل من الممكن العثور على أنماط مشتركة في بنية وحياة الكائنات الحية المختلفة) ،

تجربة أو تجربة (تساعد الباحث في دراسة خصائص الكائنات البيولوجية) ،

النمذجة(يتم تقليد العديد من العمليات التي يتعذر الوصول إليها للمراقبة المباشرة أو التكاثر التجريبي) ،

الطريقة التاريخية (يسمح ، على أساس البيانات المتعلقة بالعالم العضوي الحديث وماضيه ، بمعرفة عمليات تطور الطبيعة الحية).

تستخدم البيولوجيا العامة أساليب العلوم الأخرى والأساليب المعقدة التي تسمح لك بدراسة المهام وحلها.

1. طريقة علم الحفريات ، أو طريقة الدراسة المورفولوجية. يمكن أن يظهر التشابه الداخلي العميق للكائنات الحية العلاقة بين الأشكال المقارنة (التنادد ، تشبيه الأعضاء ، الأعضاء البدائية والكائنات الحية).

2. المقارنة - علم الأحياء - تحديد تشابه السلالة الجرثومية ، عمل K. Baer ، مبدأ التلخيص.

3. مركب - طريقة التوازي الثلاثي.

4. بيوجرافيك - يسمح لك بتحليل المسار العام للعملية التطورية على مجموعة متنوعة من المقاييس (مقارنة بين النباتات والحيوانات ، وخصائص توزيع الأشكال وثيقة الصلة ، ودراسة الأشكال المرصودة).

5. السكان - يسمح لك بالتقاط الاتجاهات الانتقاء الطبيعيعن طريق تغيير توزيع قيم السمات في المجموعات السكانية في مراحل مختلفة من وجودها أو عند مقارنة مجموعات سكانية مختلفة.

6. مناعي - يسمح بدرجة عالية من الدقة لتحديد "علاقة الدم" بين المجموعات المختلفة.

7. وراثي - يسمح لك بتحديد التوافق الجيني للأشكال المقارنة ، وبالتالي تحديد درجة العلاقة.

لا توجد طريقة واحدة "مطلقة" أو مثالية. يُنصح باستخدامها معًا ، لأنها مكملة.

3. مفهوم "الحياة" وخصائص الأحياء.

ما هي الحياة؟
أحد التعريفات التي قدمها ف. إنجلز منذ أكثر من 100 عام: "الحياة طريقة لوجود أجسام بروتينية ، وشرط لا غنى عنه للحياة هو التمثيل الغذائي المستمر ، مع إنهاء الحياة أيضًا".

وفقًا للمفاهيم الحديثة ، تعد الحياة طريقة لوجود أنظمة غروانية مفتوحة لها خصائص التنظيم الذاتي والتكاثر والتطوير بناءً على التفاعل الجيوكيميائي للبروتينات والأحماض النووية والمركبات الأخرى بسبب تحول المواد والطاقة من بيئة خارجية.

تنشأ الحياة وتتقدم في شكل أنظمة بيولوجية متكاملة عالية التنظيم. النظم الحيويةالكائنات الحية ، ووحداتها الهيكلية (الخلايا ، والجزيئات) ، والأنواع ، والمجموعات السكانية ، والتكاثر الحيوي ، والمحيط الحيوي.

تمتلك الأنظمة الحية عددًا من الخصائص والميزات المشتركة التي تميزها عن الطبيعة غير الحية.

1. تتميز جميع النظم الحيوية ترتيب عالي، والتي لا يمكن صيانتها إلا بفضل العمليات التي تجري فيها. يتضمن تكوين جميع النظم الحيوية الموجودة فوق المستوى الجزيئي عناصر معينة (98٪ التركيب الكيميائيتمثل 4 عناصر: الكربون ، والأكسجين ، والهيدروجين ، والنيتروجين ، وفي الكتلة الكلية للمواد ، فإن الحصة الرئيسية هي الماء - على الأقل 70-85٪). يتجلى انتظام الخلية في حقيقة أنها تتميز بمجموعة معينة من المكونات الخلوية ، ونظام التكاثر الحيوي هو أنه يشمل مجموعات وظيفية معينة من الكائنات الحية والبيئة الجامدة المرتبطة بها.
2. هيكل الخلية: جميع الكائنات الحية لها بنية خلوية ، باستثناء الفيروسات.

3. التمثيل الغذائي. جميع الكائنات الحية قادرة على تبادل المواد مع البيئة ، وتمتص منها المواد اللازمة للتغذية والتنفس ، وإطلاق النفايات. معنى الدورات الحيوية هو تحويل الجزيئات التي تضمن ثبات البيئة الداخلية للجسم ، وبالتالي استمرارية عملها في الظروف البيئية المتغيرة باستمرار (الحفاظ على التوازن).
4. الاستنساخ أو التكاثر الذاتي- قدرة النظم الحية على التكاثر من نوعها. تتم هذه العملية على جميع مستويات تنظيم الأحياء ؛
أ) تكرار الحمض النووي - على المستوى الجزيئي ؛
ب) مضاعفة البلاستيدات ، المريكزات ، الميتوكوندريا في الخلية - على المستوى تحت الخلوي ؛
ج) انقسام الخلايا عن طريق الانقسام - على المستوى الخلوي ؛
د) الحفاظ على ثبات التركيب الخلوي بسبب تكاثر الخلايا الفردية - على مستوى الأنسجة ؛
ه) على المستوى العضوي ، يتجلى التكاثر في شكل التكاثر اللاجنسي للأفراد (يتم زيادة عدد النسل واستمرارية الأجيال بسبب الانقسام الانقسامي للخلايا الجسدية) أو التكاثر الجنسي (زيادة في يتم توفير عدد النسل واستمرارية الأجيال بواسطة الخلايا الجرثومية - الأمشاج).
5. الوراثةهي قدرة الكائنات الحية على نقل خصائصها وخصائصها وخصائصها التنموية من جيل إلى جيل. .
6. التقلب- هذه هي قدرة الكائنات الحية على اكتساب علامات وخصائص جديدة ؛ يعتمد على التغييرات في المصفوفات البيولوجية - جزيئات الحمض النووي.
7. النمو والتنمية. النمو هو عملية ينتج عنها تغيير في حجم الكائن الحي (بسبب نمو الخلايا وانقسامها). التنمية هي عملية تؤدي إلى تغيير نوعي في الكائن الحي. في ظل تطور الطبيعة الحية - يُفهم التطور على أنه تغيير لا رجوع فيه وموجه ومنتظم في كائنات الطبيعة الحية ، ويرافقه اكتساب التكيف (التكيفات) ، وظهور أنواع جديدة وانقراض الأشكال الموجودة مسبقًا. يتم تمثيل تطور الشكل الحي لوجود المادة التنمية الفردية، أو تطور الجنين ، والتطور التاريخي ، أو نسالة.
8. اللياقه البدنيه. هذا هو التوافق بين خصائص النظم الحيوية وخصائص البيئة التي تتفاعل معها. لا يمكن تحقيق اللياقة البدنية مرة واحدة وإلى الأبد ، لأن البيئة تتغير باستمرار (بما في ذلك بسبب تأثير النظم الحيوية وتطورها). لذلك ، فإن جميع الأنظمة الحية قادرة على الاستجابة للتغيرات البيئية وتطوير التكيف مع العديد منها. يتم إجراء تكيفات طويلة الأجل للنظم الحيوية بسبب تطورها. يتم توفير تكيفات قصيرة المدى للخلايا والكائنات الحية بسبب تهيجها.
9 . التهيج. قدرة الكائنات الحية على الاستجابة بشكل انتقائي للتأثيرات الخارجية أو الداخلية. يتم تنفيذ تفاعل الحيوانات متعددة الخلايا على التهيج من خلال الجهاز العصبيويسمى منعكس. الكائنات الحية التي ليس لديها جهاز عصبي تُحرم أيضًا من ردود الفعل. في مثل هذه الكائنات الحية ، يتم رد الفعل على التهيج بأشكال مختلفة:
أ) سيارات الأجرة هي حركات الجسم الموجهة نحو المثير (سيارات الأجرة الإيجابية) أو الابتعاد عنه (السلبي). على سبيل المثال ، محور ضوئي هو حركة نحو الضوء. هناك أيضًا انجذاب كيميائي ، انجذاب حراري ، وما إلى ذلك ؛
ب) المناطق المدارية - النمو الموجه لأجزاء من الكائن النباتي فيما يتعلق بالمحفز (التوجه الجغرافي - نمو نظام جذر النبات باتجاه مركز الكوكب ؛ توجه الشمس - نمو نظام إطلاق النار نحو الشمس ، ضد الجاذبية)؛
ج) nastia - حركة أجزاء النبات بالنسبة للمحفز (حركة الأوراق خلال ساعات النهار اعتمادًا على موضع الشمس في السماء أو ، على سبيل المثال ، فتح وغلق كورولا الزهرة).
10 . التكتم (التقسيم إلى أجزاء). يتكون كائن حي منفصل أو نظام بيولوجي آخر (الأنواع ، والتكاثر الحيوي ، وما إلى ذلك) من منفصلة معزولة ، أي معزولة أو محددة في الفضاء ، ولكنها ، مع ذلك ، متصلة وتتفاعل مع بعضها البعض ، وتشكل وحدة هيكلية ووظيفية. تتكون الخلايا من عضيات فردية وأنسجة - من خلايا وأعضاء - من الأنسجة ، وما إلى ذلك. تسمح هذه الخاصية باستبدال جزء دون إيقاف عمل النظام بأكمله وإمكانية التخصص أجزاء مختلفةفي وظائف مختلفة.
11. التنظيم الذاتي- قدرة الكائنات الحية التي تعيش في ظروف متغيرة باستمرار بيئة، للحفاظ على ثبات تركيبته الكيميائية وشدة مسار العمليات الفسيولوجية - الاستتباب. يتم توفير التنظيم الذاتي من خلال نشاط الأنظمة التنظيمية - العصبية ، والغدد الصماء ، والمناعة ، إلخ. النظم البيولوجيةعلى المستوى فوق العضوي ، يتم إجراء التنظيم الذاتي على أساس العلاقات بين الكائنات الحية والسكان.
12 . على نفس المنوال. في علم الأحياء ، يُفهم الإيقاع على أنه تغييرات دورية في شدة الوظائف الفسيولوجية وعمليات التشكيل بفترات تقلبات مختلفة (من بضع ثوانٍ إلى عام وقرن).
يهدف الإيقاع إلى تنسيق وظائف الكائن الحي مع البيئة ، أي التكيف مع ظروف الوجود المتغيرة بشكل دوري.
13. الاعتماد على الطاقة.الأجسام الحية هي أنظمة "مفتوحة" لدخول الطاقة. في ظل الأنظمة "المفتوحة" فهم ديناميكي ، أي ليس في حالة من أنظمة الراحة ، مستقر فقط بشرط الوصول المستمر إليها عن طريق الطاقة والمادة من الخارج. وبالتالي ، فإن الكائنات الحية موجودة طالما أنها تتلقى الطاقة في شكل غذاء من البيئة.

14. النزاهة- المادة الحية منظمة بطريقة معينة ، تخضع لعدد من القوانين المحددة المميزة لها.

4. مستويات تنظيم المادة الحية.

في كل تنوع الطبيعة الحية ، يمكن التمييز بين عدة مستويات من تنظيم الكائنات الحية.عرض الفيلم التربوي "مستويات تنظيم الأحياء" وبناء عليه تجميع ملخص مرجعي موجز.

1. جزيئي.يتكون أي نظام حي ، بغض النظر عن مدى تعقيده ، من جزيئات بيولوجية كبيرة: الأحماض النووية ، والبروتينات ، السكريات ،وكذلك المواد العضوية الهامة الأخرى. من هذا المستوى ، تبدأ عمليات مختلفة للنشاط الحيوي للجسم: التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة ، ونقل المعلومات الوراثية ، وما إلى ذلك.

2. خلوي.خلية - الوحدة الهيكلية والوظيفية ، وكذلك وحدة تطور جميع الكائنات الحية التي تعيش على الأرض. على المستوى الخلوي ، يتم اقتران نقل المعلومات وتحويل المواد والطاقة.

5. التكاثر الحيوي. التكاثر الحيوي - جمع الكائنات الحية أنواع مختلفةوتفاوت درجة تعقيد المنظمة مع عوامل بيئتها. في عملية التطور التاريخي المشترك للكائنات الحية من مجموعات منهجية مختلفة ، يتم تشكيل مجتمعات ديناميكية ومستقرة.

6. المحيط الحيوي.المحيط الحيوي - مجمل الكل التكاثر الحيوي ،نظام يغطي جميع ظواهر الحياة على كوكبنا. في هذا المستوى ، هناك تداول للمواد وتحولات الطاقة المرتبطة بالنشاط الحيوي لجميع الكائنات الحية.

5. القيمة العملية لعلم الأحياء العام.

ا في التكنولوجيا الحيوية - التخليق الحيوي للبروتينات ، تخليق المضادات الحيوية ، الفيتامينات ، الهرمونات.

ا في الزراعة - اختيار سلالات عالية الإنتاجية من الحيوانات والأصناف النباتية.

ا في اختيار الكائنات الدقيقة.

ا في حماية الطبيعة - تطوير وتنفيذ أساليب إدارة الطبيعة الحكيمة والعقلانية.

أسئلة الاختبار:

1. عرّف علم الأحياء. من اقترح هذا المصطلح؟

2. لماذا علم الأحياء الحديثتعتبر علما معقدا؟ ما هي التقسيمات الفرعية التي تتكون منها البيولوجيا الحديثة؟

3. ما هي العلوم الخاصة التي يمكن تمييزها في علم الأحياء؟ أعطهم وصفا موجزا.

4. ما هي طرق البحث المستخدمة في علم الأحياء؟

5. أعط تعريف "الحياة".

6. لماذا تسمى الكائنات الحية الأنظمة المفتوحة؟

7. ضع قائمة بالخصائص الرئيسية للكائنات الحية.

8. كيف تختلف الكائنات الحية عن الجماد؟

9. ما هي مستويات التنظيم التي تتميز بها المادة الحية؟

علم الأحياء هو أحد أقدم العلوم ، ولكن في نفس الوقت تقدمية ، حتى اليوم. هذا علم يدرس كل تنوع الحياة البرية من حولنا. بعد كل شيء ، نواجه كل يوم مئات الكائنات الحية: الحشرات والبكتيريا والفيروسات والنباتات وبالطبع الناس. كل كائن حي له خصائصه الخاصة من حيث البنية ونشاط الحياة ، وكلها مترابطة ببعضها البعض وأنواع مختلفة من العلاقات. كل هذا تمت دراسته من قبل علم واسع ورائع وعظيم حقًا مثل علم الأحياء.

المحيط الحيوي لكوكب الأرض

يسكن كوكبنا مجموعة متنوعة من أشكال الحياة. كلهم ، يتفاعلون مع بعضهم البعض ، يشكلون قشرة مشتركة. القشرة الحية لكوكب الأرض. يطلق عليه المحيط الحيوي. بالإضافة إلى المحيط الحيوي ، يحتوي كوكبنا على أصداف مثل الغلاف المائي والغلاف الصخري والغلاف الجوي. بطبيعة الحال ، لا يمكن أن توجد الكتلة الحيوية بأكملها لقشرة الغلاف الحيوي بشكل منفصل عن الأصداف الأخرى. لذلك ، هذا التقسيم مشروط للغاية. في الواقع ، تحتوي كل قذيفة على ممثلين عن المحيط الحيوي.

على سبيل المثال ، الغلاف الصخري مأهول بكثافة بالديدان والبكتيريا واليرقات والحشرات والثدييات. أيضًا ، توجد الأجزاء السفلية من معظم النباتات الأرضية الحالية.

يمثل الغلاف المائي مجمل جميع أنواع المياه على الأرض ، بشكل عام ، عالم كامل ، جميل ومثير للاهتمام ، من حيث تكوين كتلته الحيوية. الغلاف الجوي أيضا ليس استثناء. تعد مجموعة متنوعة من البكتيريا والفيروسات والحشرات والطيور وحتى الثدييات جزءًا لا يتجزأ منها وتستخدمها للإقامة الدائمة. في الوقت نفسه ، بشكل عام ، لا تستطيع جميع الكائنات الحية تقريبًا (باستثناء بعض أنواع البكتيريا) العيش إلا في ظروف هوائية ، أي في ظروف الغلاف الجوي للأرض.

الكتلة الحيوية بأكملها لقشرة المحيط الحيوي هي مجتمع يضم عدة ملايين من الكائنات الحية. ويشارك علم الطبيعة الحية مثل علم الأحياء ، مع جميع الأقسام فيه ، على وجه التحديد في الدراسة الأكثر تفصيلاً لهذا المجتمع العظيم.

الأساليب والمواد المستخدمة في علم الأحياء

بالنسبة تحليل معقدوفحص مناسب ومفصل لجميع الكائنات الحية في الطبيعة في علم الأحياء ، يتم استخدام مواد خاصة. مثل:

• مشرط؛
• المشابك.
• ملقط.
• أدوات القياس؛
• مصائد وصمة عار
• مدافع الهاون والمدقات.
• أنابيب الإختبار؛
• صواني وأطباق بتري.
• تشريح الإبر والجداول.
• المرايا والمكبرات.
• الأكثر تنوعًا وما إلى ذلك.

هذا ، بالطبع ، بعيد كل البعد عن القائمة الكاملةمجموعة كاملة من المواد التي تساعد علماء الأحياء في معرفة الأحياء والبحث العلمي.

هناك أيضًا تقنيات محددة يستخدمها علم الأحياء كعلم. تتنوع طرق علم الأحياء ، لكن أهمها تشمل ما يلي.

المنهجية البيولوجية

الأساليب العلمية في علم الأحياء

اسم الطريقة	المواد المستخدمة	قيمة عملية
ملاحظة	اليوميات الميدانية ، المناظير ، العدسة المكبرة ، المجهر ، معدات الفيديو والصور ، إلخ.	الحصول على معلومات مرئية حول الكائن المرصود دون التدخل في العمليات الطبيعية ، وتراكم المعلومات المفيدة.
وصف	الكمبيوتر والقرطاسية والورق.	تحديد النتائج التي تم الحصول عليها بالملاحظة. توفر هذه الطريقة دلالة تاريخيةلحفظ المعلومات المفيدة.
تجربة - قام بتجارب	معدات المختبرات ، المجهر ، إلخ.	تأكيد عملي لفرضيات علمية مطروحة.
مقارنة	أدب أو تجارب حول الموضوع.	إنه يجعل من الممكن اختيار نتيجة أكثر صحة ، ويظهر أيضًا جميع الاختلافات في الحياة ، وهيكل الكائنات الحية ، اعتمادًا على عوامل مختلفة.
النمذجة (تشمل التعميم والتنظيم)	مواد لإنشاء نماذج للكائن قيد الدراسة.	يسمح لك بإعادة إنشاء صورة للعمليات الجارية والتنبؤ بالنتيجة.
المنهج التحليلي	أدوات القياس وأجهزة الكمبيوتر	يتيح لك استنتاج الأنماط أو الاختلافات الشائعة في الحياة البرية ، ويوفر أيضًا تنظيمًا منهجيًا للمعرفة المتراكمة.
الطرق الحديثة: تحليل حيود الأشعة السينية (تحليل حيود الأشعة السينية) ؛ طرد مركزي. التصوير الشعاعي الكيمياء الخلوية (الكيمياء النسيجية) ؛ زراعة الكائنات الحية على وسط المغذيات ؛ الفحص المجهري (إلكتروني ، فلورسنت ، تباين ، مجال مظلم) ؛ تلطيخ مدى الحياة.	أجهزة طرد مركزي ، مجاهر خاصة ، أطباق بتري ، معدات وأدوات محددة تعتمد على الآجار.	إنها توفر تحليلًا دقيقًا لأصغر الوحدات الحية ، وتوفر معلومات كاملة حول العمليات التي تحدث على المستوى الجزيئي. إنها تسمح لك بالتدخل في الجينوم وتعيين الخصائص المرغوبة للكائنات الحية.

نتيجة لذلك ، نحصل على النتيجة التالية. علم الأحياء هو علم يدرس الأنظمة الحية بشكل كامل وشامل ويستخدم مجموعة متنوعة من التقنيات الحديثة.

الأقسام الرئيسية في علم الأحياء

اليوم ، تحتوي البيولوجيا على العشرات من العلوم الجانبية الشابة التي تشكلت منها بسبب تراكم قدر كبير من المعرفة المختلفة في أكثر القضايا الدقيقة المتعلقة بالأنظمة الحية. سوف نفرد الأقسام الرئيسية والمؤسّسة تاريخيًا في العلوم البيولوجية.

1. علم الأحياء العام.
2. علم الوراثة.
3. علم الحيوان.
4. علم النبات.
5. فسيولوجيا النباتات والحيوانات.
6. تشريح.
7. فسيولوجيا الإنسان.
8. علم البيئة.
9. الجغرافيا الحيوية.
10. الكيمياء الحيوية.

بادئ ذي بدء ، علم الأحياء هو علم الطبيعة. لذلك ، فإن جميع الأقسام المذكورة أعلاه أساسية في سياق النظر في هذا العلم.

علم الأحياء العام: الجوهر ، موضوع الدراسة

يعني هذا الاسم دراسة لحظات الحياة الرئيسية لكل نظام حي: الظهور والتطور والتكوين في الطبيعة والأداء. نتيجة لذلك ، يشمل علم الأحياء العام الأقسام التالية:

• نظرية الخلية وهيكل الخلية.
• تطور الكائنات الحية.
• البيولوجيا الجزيئية.
• علم الوراثة.
• تطور كل الكائنات الحية.
• علم البيئة.
• عقيدة قشرة الغلاف الحيوي للأرض.

من القائمة أعلاه ، يتضح أن هذا علم الأحياء هو علم يدرس الخصائص العالمية الكامنة في جميع النظم الحية ككل. أنا أعرف التعليميتم تدريس علم الأحياء العام في الصفوف العليا ، من 9 إلى 11 ضمناً. وهذا صحيح ، لأن المفاهيم التي يتضمنها معقدة للغاية وضخمة وتتطلب رؤية عالمية أكثر تشكيلًا بين الطلاب.

علم النبات في الدورة المدرسية

حتى الآن ، يعطي العلماء رقمًا يقارب 350.000 نوع عندما يتعلق الأمر بتنوع النباتات الحديثة. بطبيعة الحال ، هذا الرقم مرتفع للغاية ، والنباتات فريدة ومثيرة للاهتمام ، بحيث لا يتشكل علم منفصل ، يتعامل حصريًا مع دراستهم. علم النبات ، قسم من علم الأحياء ، ينتمي إلى مثل هذا العلم.

يمكن تقسيم جميع النباتات إلى أرضية ومائية. لكن هذا ليس سوى تصنيف تقريبي وسطحي. في الواقع ، هناك العديد من الأصناف والأجناس والأنواع والأنواع الفرعية والوحدات النظامية الأخرى التي تنقسم إليها النباتات. هذا هو جوهر أحد أقسام علم النبات.

هناك أيضًا عدد من الأقسام الأخرى التي تغطي جميع جوانب الحياة النباتية:

• مورفولوجيا النبات؛
• فيزياء النبات؛
• علم البيئة.
• الجغرافيا الحيوية
• علم تطور السلالات؛
• تطور؛
• علم النبات الاقتصادي.

يتيح الجمع بين كل هذه العلوم ، بالإضافة إلى الأقسام التي تم تضمينها في كل منها ، بدوره ، إجراء دراسة شاملة شاملة لأي كائن نباتي. لذلك ، يمكننا القول بثقة أن علم الأحياء هو علم النباتات.

تمت دراسة علم النبات في دورة مدرسيةعلم الأحياء في الصفوف 6-7 ، اعتمادًا على المنهج الدراسي. تتم دراسة قضايا التطور والتطور في الصف 11.

علم الحيوان في الدورة المدرسية

وصف علم علم الحيوان أكثر من 1350000 نوع من ممثلي عالم الحيوان. الغالبية العظمى من اللافقاريات - الحشرات والديدان والحياة البحرية. هذا الرقم ليس نهائيًا ، لأن علماء الحيوان لا يوقفون أبحاثهم. على الرغم من حقيقة أنه ، على ما يبدو ، لا يوجد شيء لاكتشافه وجميع الحيوانات معروفة ، يتم اكتشاف أنواع جديدة بشكل دوري.

علم الحيوان هو أحد أقدم العلوم التي تشمل علم الأحياء. تعد الحيوانات من أكثر أنظمة المعيشة شيوعًا وانتشارًا في كل مكان على كوكبنا. يتعامل علم الحيوان مع دراسة التركيب (الخارجي والداخلي) لجميع الحيوانات ، ونظامها ، وعلم وظائف الأعضاء ، وعلم التشريح ، وعلم السلوك ، والبيئة والجغرافيا.

تمامًا مثل علم النبات ، يعد علم الحيوان قسمًا إلزاميًا من العلوم البيولوجية للدراسة في المدرسة. مسارها يقع في الصف السابع.

دور علم الأحياء في حياة الإنسان

علم الأحياء هو علم يدرس ويغطي العديد من مجالات الحياة المختلفة بحيث لا شك في أهميته وأهميته. الأمثلة الرئيسية التي ستظهر وتثبت ذلك بوضوح هي التالية:

1. تعتبر الحيوانات المحصنة ضد الأورام السرطانية (أسماك القرش والشفنين) أساسًا ممتازًا لإيجاد واكتشاف علاج لهذا المرض في القرن الحادي والعشرين.
2. تسمح إنجازات علماء الأحياء الدقيقة والكيمياء الحيوية وعلماء الأحياء الطبية للبشرية بالتخلص من مجموعة متنوعة من الأمراض ، بما في ذلك الأمراض ذات الطبيعة الفيروسية والبكتيرية.
3. التكنولوجيا الحيوية والخلوية تجعل من الممكن زيادة إنتاجية الزراعة وتوفير التغذية لدول بأكملها.
4. يسمح لك علم الأحياء الأنثروبولوجي بتحديد أصول جميع الكائنات الحية وإعادة تكوين صورة للعالم وتجنب الأخطاء في المستقبل.

هذه ليست كل الأسباب والظروف التي تجعل من الممكن التحدث عن علم الأحياء كعلم مهم للغاية ومهم في حياة الناس وأنشطتهم العملية.

فروع جديدة في علم الأحياء

تشمل الأقسام الحديثة والشابة والواعدة في علم الأحياء مثل:

• التكنولوجيا الحيوية؛
• علم الاحياء المجهري؛
• هندسة الخلايا
• الهندسة الوراثية؛
• البيولوجيا الجزيئية؛
• الكيمياء الحيوية؛
• علم الأحياء الطبي.

يجعل المجمع الكامل لهذه العلوم من الممكن وصف أي مخلوق ينتمي إلى نظام حي. لذلك ، علم الأحياء هو علم الطبيعة الحية ، في المقام الأول ، والفوائد التي يمكن أن يقدمها للإنسان.

علم الأحياء في المدرسة

بشكل غير مباشر ، يتأثر علم الأحياء بالفعل في مرحلة دورة التاريخ الطبيعي (الصف الخامس المناهج الدراسية). إنه كموضوع يبدأ بالصف 6 (علم النبات) ، الصف 7 - علم الحيوان ، الصف 8 - علم التشريح ، الصفوف 9-11 - علم الأحياء العام.

يغطي المقرر الدراسي لهذا العلم مجموعة متنوعة من الموضوعات في علم الأحياء ، والتي تتعلق بجميع فروعها وأقسامها تقريبًا. يتم ذلك لتشكيل صورة شاملة لتصور العالم عند الأطفال ، وكذلك للطلاب لاستيعاب أهمية وأهمية إنجازات العلوم البيولوجية في العالم الحديث.

ما هو علم الأحياء؟ تتحدث لغة بسيطةهي دراسة الحياة بكل تنوعها وعظمتها. من الطحالب المجهرية والبكتيريا إلى الأفيال العملاقة والحيتان الزرقاء العملاقة ، الحياة على كوكبنا متنوعة بشكل لا يصدق. آخذين هذا بعين الاعتبار ، أين نستعير ما هو حي؟ ما هي الخصائص الرئيسية للحياة؟ هذه كلها أسئلة مهمة جدًا لها إجابات لا تقل أهمية!

خصائص الحياة

تشمل الكائنات الحية العالم المرئي وغير المرئي للبكتيريا والفيروسات. على ال مستوي أساسييمكننا القول أن الحياة منظمة. الكائنات الحية لديها تنظيم معقد للغاية. نحن جميعًا على دراية بالأنظمة المعقدة للخلية الرئيسية.

الحياة يمكن أن "تعمل". لن أقوم بتقديم مجموعة متنوعة من الأعمال اليومية ، ولكن سأقدم صيانة عمليات التمثيل الغذائي ، من خلال الحصول على الطاقة في شكل غذاء من البيئة.

الحياة تنمو وتتطور. هذا يعني أكثر من مجرد نسخ أو تغيير الحجم. تمتلك الكائنات الحية أيضًا القدرة على التعافي من أنواع معينة من الضرر.

يمكن لعب الحياة. هل سبق لك أن رأيت الطين أو الصخور تتكاثر؟ على الأرجح لا! لا يمكن أن تأتي الحياة إلا من الكائنات الحية الأخرى.

يمكن أن تتفاعل الحياة. تذكر كيف في آخر مرةكنت تضرب بأي جزء من جسمك. يتبع رد فعل الألم على الفور تقريبًا. تتميز الحياة برد فعل لمختلف المحفزات والمحفزات الخارجية.

أخيرا، يمكن للحياة أن تتكيف وتستجيبمتطلبات البيئة.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من التكيفات التي يمكن أن تحدث في الكائنات الحية الأعلى:

• تحدث التغييرات القابلة للعكس كاستجابة للتغيرات في البيئة. لنفترض أنك تعيش بالقرب من مستوى سطح البحر وتسافر إلى منطقة جبلية. قد تبدأ في مواجهة صعوبة في التنفس وزيادة في معدل ضربات القلب نتيجة للتغيير في الارتفاع. تختفي هذه الأعراض عند العودة إلى مستوى سطح البحر.
• تحدث التغيرات الجسدية نتيجة للتغيرات المستمرة في البيئة. باستخدام المثال السابق ، إذا بقيت في منطقة جبلية لفترة طويلة ، ستلاحظ أن معدل ضربات قلبك سيبدأ في التباطؤ وستبدأ في التنفس بشكل طبيعي. التغييرات الجسدية قابلة للعكس أيضًا.
• النوع الأخير من التكيف يسمى النمط الجيني (بسبب طفرة جينية). تحدث هذه التغييرات في التركيب الجيني للكائن الحي ولا يمكن عكسها. ومن الأمثلة على ذلك تطوير مقاومة الحشرات والعناكب لمبيدات الآفات.

وهكذا ، فإن الحياة منظمة ، "تعمل" ، وتنمو ، وتتكاثر ، وتستجيب للمنبهات ، وتتكيف. هذه الخصائص تكمن وراء دراسة علم الأحياء العامة.

المبادئ الأساسية لعلم الأحياء الحديث

يعتمد أساس علم الأحياء الموجود اليوم على خمسة مبادئ أساسية. هذه هي نظرية الخلية ، ونظرية الجينات ، والتطور ، والتوازن ، وقوانين الديناميكا الحرارية.

• : تتكون جميع الكائنات الحية من خلايا. هي الوحدة الأساسية للحياة.
• : السمات موروثة من خلال نقل الجينات. تقع على وتتكون من الحمض النووي.
• : أي مجتمع موروث عبر عدة أجيال. قد تكون هذه التغييرات صغيرة أو كبيرة أو ملحوظة أو غير ملحوظة.
• : القدرة على المحافظة على ثبات البيئة الداخليةاستجابة للتغيرات البيئية.
• ج: الطاقة ثابتة وتحويل الطاقة ليس فعالاً بشكل كامل.

أقسام علم الأحياء

مجال علم الأحياء واسع جدًا ويمكن تقسيمه إلى عدة تخصصات. بشكل عام ، يتم تصنيف هذه التخصصات وفقًا لنوع الكائن الحي المدروس. على سبيل المثال ، يدرس الحيوانات ، وعلم النبات يدرس النباتات ، وعلم الأحياء الدقيقة يدرس الكائنات الحية الدقيقة. يمكن أيضًا تقسيم مجالات البحث هذه إلى عدة تخصصات فرعية متخصصة. وتشمل بعض هذه علم التشريح وعلم الوراثة وعلم وظائف الأعضاء.

علم القوانين المشترك بين جميع الكائنات الحية. يدرس قوانين الحياة العامة وتلك السمات المميزة لجميع أنواع الكائنات الحية ، بغض النظر عنهم موقف منهجي. ما هو الفرق بين الكائنات الحية وغير الحية ، ما هي الأنماط الرئيسية والشائعة لظواهر الحياة لجميع الكائنات الحية - الإجابة على هذه الأسئلة هي مهمة علم الأحياء العام.

إن تبادل المادة والطاقة بين الكائن الحي والبيئة ، والقدرة على التكاثر ، والوراثة والتنوع هي خصائص متكاملة لجميع الكائنات الحية. هذه الخصائص هي أساس التطور - التطور التاريخي الذي لا رجعة فيه للطبيعة الحية ، والذي يصاحبه تكيف الكائنات الحية مع ظروف الوجود ، وتكوين الأنواع وانقراضها ، وتحول التكوينات الحيوية والمحيط الحيوي ككل. نتيجة للتطور ، نشأ عالم متنوع من الكائنات الحية.

هناك عدة مستويات هيكلية ووظيفية لتنظيم الحياة (المادة الحية). الجزء السفلي ، الأقدم ، هو كائن حي. هذا هو مستوى الهياكل الجزيئية حيث تمر الحدود بين الأحياء وغير الحية. المستوى التالي هو الخلوي. تتشابه الخلية وبنيتها والعمليات الكيميائية الحيوية الأساسية في جميع الكائنات الحية. يليه مستوى الكائن الحي بأكمله. الخصائص المتكاملة لجميع الكائنات الحية هي القدرة على التكاثر والوراثة والتنوع. المستوى الأكثر تعقيدًا لتنظيم الحياة هو مستوى الأنواع السكانية. أعلى مستوى هو النظام البيئي ، للغلاف الحيوي - التكاثر الحيوي الحيوي ، حيث تشكل مجتمعات الحيوانات والنباتات ، جنبًا إلى جنب مع موائلها ، وحدة وظيفية وهيكلية. يتم تحديد سلامة النظم البيئية (التكاثر الحيوي ، المحيط الحيوي) من خلال تبادل المادة والطاقة بين مكوناتها.

علم الأحياء العام يدرس القوانين المميزة لجميع مستويات تنظيم الحياة. إن أهمية هذا التخصص كبيرة بشكل استثنائي في تكوين النظرة المادية للعالم وفي عدد من المجالات الحيوية للنشاط البشري. إنه يكتسب أهمية عملية متزايدة باستمرار للزراعة والغابات وصناعات الصيد والتكنولوجيا الحيوية والطب و استخدام عقلانيالموارد الطبيعية والحفاظ على الطبيعة.

يعمل علم الأحياء كأساس نظري للإنتاج الزراعي. ترتبط العديد من أقسامها ارتباطًا مباشرًا بإنتاج المحاصيل وتربية الحيوانات. إن توفير الغذاء لسكان العالم الذين يتزايد عددهم باستمرار أمر مستحيل دون إنشاء أنواع جديدة عالية الغلة من المحاصيل الزراعية وسلالات منتجة من الحيوانات الأليفة. لا يمكن تحقيق ذلك إلا من خلال معرفة قوانين الوراثة والتنوع. بفضل الاكتشافات في علم الأحياء الجزيئي ، تتطور التكنولوجيا الحيوية - إنتاج الإنزيمات والهرمونات وبروتينات التغذية والأحماض الأمينية بمساعدة الكائنات الحية الدقيقة. زيادة خصوبة الأرض ، وخلق الظروف للحصول على محاصيل مبرمجة مستدامة - يجب حل هذه المهام البيئية من قبل علماء الأحياء وعلماء الزراعة.

يدرس علم الأحياء الشكل البيولوجي لحركة المادة ، أي مجموع الكائنات الحية التي تعيش عليها ، بما في ذلك البشر. نظرًا للتنوع الهائل لممثلي الحياة على الأرض ، فإن علم الأحياء عبارة عن مجموعة من العلوم البيولوجية المختلفة وتشمل علم النبات وعلم الفطريات (علم الفطريات) وعلم الحيوان ومجموعة معقدة من العلوم حول الشخص ككائن بيولوجي وعلم الأحياء العام وغيرها. علوم. هي أقل أفكار عامةحول علم الأحياء ومكوناته.

علم الأحياء عبارة عن مجموعة من العلوم التي تدرس جميع الكائنات الحية والكائنات الحية التي تشكلها.

ما هي العلوم التي تشملها البيولوجيا:

علم النبات هو علم يدرس الخصائص البيولوجية للنباتات. يُطلق على مجموع جميع النباتات على الأرض اسم نباتات الأرض. تقليديا ، جنبا إلى جنب مع النباتات في سياق علم النبات ، يقومون بدراسة الفطريات والفيروسات ، والتي بالمعنى الدقيق للكلمة لا تنتمي إلى النباتات ، ولكنها تنتمي إلى ممالك الكائنات الحية الأخرى. لذلك ، تشكل الفطريات مملكة خاصة من الفطريات ، ويطلق على علم الفطريات اسم علم الفطريات.

علم الحيوان هو العلم الذي يدرس مملكة الحيوان.

يُطلق على مجموع جميع الحيوانات التي تعيش على الأرض اسم حيوانات الأرض. من المعتاد التحدث عن حيوانات منطقة معينة ، أو منطقة معينة ، إلخ.

تتم دراسة الخصائص البيولوجية للشخص من قبل مجموعة كاملة من العلوم: علم التشريح ، وصحة الإنسان (على الرغم من حقيقة أن الشخص الوحدة الهيكليةممالك الحيوانات ، وهي تشير إلى رتبة الرئيسيات ، وعائلة القردة العليا ، وجنس الإنسان ، وعقل شخص عاقل).

علم الأحياء العام هو قسم خاص من علم الأحياء يدرس الأنماط الأكثر عمومية للشكل البيولوجي لوجود المادة.

على ال المرحلة الحاليةعلم الأحياء ، علم الأحياء العام هو مجموعة من العلوم ، تتكون من علوم منفصلة ، ومستقلة نوعًا ما ، ولكنها مترابطة بشكل وثيق: البيولوجيا الجزيئية ، وعلم الخلايا ، ونظرية التطور والتكاثر ، وعلم الوراثة ، والتربية ، نظرية التطور، علم البيئة. في موضوع علم الأحياء العام ، يتم تقديم هذه العلوم في شكل أقسام ، والتي في سياق علم الأحياء العام مع أساسيات علم البيئة وحماية البيئة هي كما يلي:

1. علم الخلايا - قسم يدرس الخلية وتركيبها الكيميائي والعمليات الكيميائية الحيوية التي تحدث في الخلية وبنية ووظائف عضيات الخلية الفردية.

2. عقيدة التطور الفردي - التولد - قسم يتضمن عقيدة تكاثر وتطور الكائنات الحية (ترتبط ارتباطًا وثيقًا بعلم الخلايا).

3. علم الوراثة مع أساسيات الانتقاء - قسم يأخذ في الاعتبار أنماط الوراثة والتنوع وناقلات المواد (الجينات) ومبادئ وطرق تربية سلالات حيوانية جديدة وأنواع نباتية وسلالات من الكائنات الحية الدقيقة (التربية) ؛ اساس نظرىالتكاثر هو علم الوراثة.

4. العقيدة التطورية (النظرية) - قسم يدرس علم التطور ( التطور التاريخيمحيط)؛ جزء لا يتجزأ من هذه العقيدة هو الداروينية. أساس هذه العقيدة (النظرية) هو علم الوراثة والاختيار والعلوم البيولوجية الأخرى.

5. علم البيئة مع أساسيات حماية البيئة - قسم يأخذ في الاعتبار علاقة الكائنات الحية ببعضها البعض ، والبيئة ، وكذلك تأثير الإنسان على الطبيعة وطرق التغلب عليها عواقب سلبيةهذا التأثير.

ترتبط البيولوجيا العامة ارتباطًا وثيقًا بمجموعة العلوم الطبية والزراعية ، كونها ، من ناحية ، قاعدتها ، ومن ناحية أخرى ، توفر هذه العلوم مادة واقعية غنية لتوضيح الأنماط البيولوجية العامة. إن معرفة وفهم قضايا البيولوجيا العامة أمر مستحيل دون معرفة الرياضيات والكيمياء والفيزياء والجيولوجيا والفلك والفلسفة وغيرها من علوم الدورات الطبيعية والإنسانية. لذلك ، دون معرفة الأساسيات الكيمياء العضويةمن المستحيل فهمه البيولوجيا الجزيئية، ولا مشاكل التمثيل الغذائي الكامنة وراء البيئة ، ولا أسئلة علم الخلايا. كل هذا يجعل من الضروري استيعاب المعرفة ذات الطبيعة البيولوجية العامة بعمق ، وكذلك المعرفة بالعلوم الطبيعية والرياضيات والعلوم الإنسانية الأخرى.

معرفة المفاهيم والأنماط البيولوجية العامة قيمة عظيمةلكل شخص ، لأنها الأساس لفهم المشاكل الرئيسية للإيكولوجيا (كفرع خاص من المعرفة) ، دون إتقان أي منها الإنسان المعاصرلن تكون قادرًا على البقاء في ظل الوضع البيئي المعقد دائمًا على كوكبنا.

علم الأحياء العام يدرس الأنماط الأساسية لظواهر الحياة التي تحدث على مستويات مختلفة من تنظيم الأحياء. يبدأ النظر في تنظيم المادة الحية بتوضيح بنية وخصائص الجزيئات العضوية المعقدة. تعد خلايا الكائنات متعددة الخلايا جزءًا من الأنسجة ، وتشكل نسجتان أو أكثر عضوًا. متعددة الخلايا بنية معقدة، التي تحتوي في تكوينها على الأنسجة والأعضاء ، في نفس الوقت هي الوحدة الأولية للأنواع البيولوجية. تشكل الأنواع المتفاعلة مجتمعًا ، أو نظامًا بيئيًا ، والذي يعد بدوره أحد مكونات المحيط الحيوي.

وفقًا لذلك ، يتم تمييز عدة مستويات من تنظيم المادة الحية.

1. جزيئي. يتجلى أي نظام حي ، بغض النظر عن مدى تعقيده ، على مستوى عمل الجزيئات البيولوجية - البوليمرات الحيوية: الأحماض النووية ، والبروتينات ، والسكريات ، وغيرها من العناصر المهمة المواد العضوية. من هذا المستوى ، تبدأ أهم عمليات حياة الجسم: التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة ، والنقل معلومات وراثيةإلخ.

2. خلوي. الخلية هي وحدة هيكلية ووظيفية ، بالإضافة إلى وحدة تطور جميع الكائنات الحية التي تعيش على الأرض. لا توجد أشكال حياة حرة غير إكلينيكية.

3. قماش. النسيج عبارة عن مجموعة من الخلايا المتشابهة ، يوحدها أداء وظيفة مشتركة.

4. عضو. الأعضاء عبارة عن روابط هيكلية ووظيفية لعدة أنواع من الأنسجة. على سبيل المثال ، يشبه جلد الإنسان مادة مختلفة. نتيجة لعدد من التحولات الكيميائية المعقدة ، يتم تشبيه المواد من البيئة بمواد كائن حي ويتم بناء جسمها منها. تسمى هذه العمليات الاستيعاب أو التبادل البلاستيكي.

5. العضوية. الكائن متعدد الخلايا هو نظام متكامل من الأعضاء المتخصصة لأداء وظائف مختلفة.

6. السكان الأنواع. تخلق مجموعة من الكائنات الحية من نفس النوع ، متحدة بواسطة سكن مشترك ، مجموعة سكانية كنظام لترتيب الكائنات الحية الخارقة. يتم تنفيذ التحولات التطورية الأولية البسيطة في هذا النظام.

7. التكاثر الحيوي. التكاثر الحيوي - مجموعة من الكائنات الحية من أنواع مختلفة وتنظيم متفاوتة التعقيد مع جميع العوامل البيئية.

دعنا نعطي بعض الأمثلة. النباتات التي تحتوي على ثاني أكسيد الكربون والماء تصنع معقدًا مركبات العضوية- الكربوهيدرات (النشا والسليلوز) ، والتي تستخدم كمغذيات احتياطية ومواد بناء. يخضع بروتين بيضة الدجاج في جسم الإنسان لسلسلة من التحولات المعقدة قبل أن يتحول إلى بروتينات مميزة للجسم - الهيموجلوبين أو الكيراتين أو أي بروتين آخر.

الجانب الآخر من عملية التمثيل الغذائي هو عمليات التشتت ، ونتيجة لذلك تتحلل المركبات العضوية المعقدة إلى مركبات بسيطة ، في حين يتم فقدان تشابهها مع مواد الجسم ويتم إطلاق الطاقة اللازمة لتفاعلات التخليق الحيوي. لذلك ، يسمى التبديد أيضًا استقلاب الطاقة.

يضمن التمثيل الغذائي ثبات التركيب الكيميائي وهيكل جميع أجزاء الجسم ، ونتيجة لذلك ، ثبات عملها في ظروف بيئية متغيرة باستمرار.

التكاثر الذاتي (التكاثر). عندما تتكاثر الكائنات الحية ، فإن النسل عادة ما يشبه والديهم: القطط تتكاثر القطط ، والكلاب تتكاثر الجراء. من بذور الهندباء ، تنمو الهندباء مرة أخرى. يؤدي تقسيم الكائن أحادي الخلية - الأميبا - إلى تكوين أميبيين ، مشابهين تمامًا للخلية الأم. وبالتالي ، فإن التكاثر هو ملكية الكائنات الحية لتتكاثر من نوعها.

ما الذي يكمن وراء عملية التكاثر الذاتي؟ دعونا ننتبه إلى حقيقة أن هذه العملية تتم عمليا على جميع مستويات تنظيم المادة الحية. بفضل التكاثر ، ليست الكائنات الحية الكاملة فحسب ، بل أيضًا الخلايا ، وعضيات الخلية (الميتوكوندريا ، البلاستيدي ، إلخ) بعد الانقسام تشبه أسلافها. من جزيء DNA واحد - حمض deoxyribonucleic - عندما يتضاعف ، يتم تكوين جزيئين ابنتين ، يكرران الجزيء الأولي تمامًا.

يعتمد التكاثر الذاتي على تفاعلات تخليق المصفوفة ، أي تكوين جزيئات وهياكل جديدة بناءً على المعلومات الواردة في تسلسل نوى الحمض النووي. وبالتالي ، فإن التكاثر الذاتي هو أحد الخصائص الرئيسية للأحياء ، ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بظاهرة الوراثة.

الوراثة. وهو يتألف من قدرة الكائنات الحية على نقل خصائصها وخصائصها وخصائص تطورها من جيل إلى جيل. إنه بسبب الاستقرار ، أي ثبات بنية جزيئات الحمض النووي.

تقلب. يبدو أن هذه الخاصية هي عكس الوراثة ، ولكنها في نفس الوقت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بها ، لأنه في هذه الحالة تتغير الميول الوراثية - الجينات التي تحدد تطور سمات معينة. إذا كان تكاثر المصفوفات - جزيئات الحمض النووي - يحدث دائمًا بدقة مطلقة ، فعند تكاثر الكائنات الحية ، سيتم تنفيذ استمرارية الأحرف الموجودة مسبقًا فقط ، وسيكون تكيف الأنواع مع الظروف البيئية المتغيرة أمرًا مستحيلًا. وبالتالي ، فإن التباين هو قدرة الكائنات الحية على اكتساب ميزات وخصائص جديدة ، والتي تستند إلى التغييرات في المصفوفات البيولوجية.

يخلق التباين مجموعة متنوعة من المواد للانتقاء الطبيعي ، أي اختيار الأفراد الأكثر ارتباطًا بظروف معينة للوجود في الظروف الطبيعية ، والتي بدورها تؤدي إلى ظهور أشكال جديدة من الحياة ، أنواع جديدة من الكائنات الحية.

النمو والتنمية. القدرة على التطور هي خاصية عالمية للمادة. يُفهم التطور على أنه تغيير منتظم موجه لا رجعة فيه في الأشياء ذات الطبيعة الحية وغير الحية. نتيجة للتطور ، تنشأ حالة نوعية جديدة للكائن ، ونتيجة لذلك يتغير تكوينه أو هيكله. يتم تمثيل تطور الشكل الحي لوجود المادة من خلال التطور الفردي ، أو التكوّن ، والتطور التاريخي ، أو علم التطور.

أثناء عملية التكوُّن ، تظهر الخصائص الفردية للكائنات تدريجياً وباستمرار. التنمية مصحوبة بالنمو. بغض النظر عن طريقة التكاثر ، فإن جميع الأفراد البنت المكونة من زيجوت أو بوغ واحد أو كلية أو خلية ، يرثون المعلومات الجينية فقط ، أي القدرة على إظهار علامات معينة.

في عملية التطور ، ينشأ تنظيم هيكلي محدد للفرد ، وتعزى الزيادة في كتلته إلى تكاثر الجزيئات الكبيرة ، والهياكل الأولية للخلايا ، والخلايا نفسها. علم التطور ، أو التطور ، هو التطور الذي لا رجعة فيه والموجه للطبيعة الحية ، مصحوبًا بتكوين أنواع جديدة والمضاعفات التدريجية للحياة. نتيجة التطور هي تنوع الكائنات الحية على الأرض.

تهيج. يرتبط أي كائن حي ارتباطًا وثيقًا بالبيئة: فهو يستخرج منه العناصر الغذائية ، ويتعرض لعوامل بيئية ضارة ، ويتفاعل مع الكائنات الحية الأخرى ، وما شابه ذلك. في عملية التطور ، طورت الكائنات الحية ووطدت خصائص الاستجابة الانتقائية للتأثيرات الخارجية. هذه الخاصية تسمى تهيج. أي تغيير في الظروف البيئية فيما يتعلق بالجسم هو تهيج ، ورد الفعل تجاه المنبهات الخارجية هو مؤشر على حساسيته ومظهر من مظاهر التهيج.

يتم إجراء تفاعل الحيوانات متعددة الخلايا مع التهيج بمساعدة الجهاز العصبي ويسمى رد الفعل.

الكائنات الحية التي ليس لديها جهاز عصبي ، مثل البروتوزوا أو النباتات ، تفتقر إلى ردود الفعل. عادة ما تسمى ردود أفعالهم ، التي يتم التعبير عنها في تغيير طبيعة الحركة أو النمو ، سيارات الأجرة أو المناطق المدارية ، مما يضيف اسم الحافز إلى تعيينهم. على سبيل المثال ، محور ضوئي هو حركة نحو الضوء ؛ الانجذاب الكيميائي - حركة الكائن الحي فيما يتعلق بتركيز المواد الكيميائية. يمكن أن يكون كل نوع من سيارات الأجرة إيجابيًا أو سلبيًا ، اعتمادًا على ما إذا كان التحفيز يؤثر على الكائن الحي بطريقة جذابة أو مثيرة للاشمئزاز.

في ظل المناطق المدارية ، نفهم الطبيعة المحددة للنمو ، والتي تتميز بها النباتات. لذا ، فإن اتجاه الشمس (من اليونانية helios - الشمس) يعني نمو الأجزاء الموجودة فوق سطح الأرض من النباتات (السيقان والأوراق) نحو الشمس ، والتوجه الجغرافي (من الأرض اليونانية) - نمو الأجزاء الجوفية (الجذور) ) باتجاه مركز الأرض.

8. التحفظ (من التقدير اللاتيني - متقطع ، مقسم). التكتم هو خاصية عالمية للمادة. لذا ، من مسار الفيزياء و كيمياء عامةمن المعروف أن كل ذرة تتكون من جسيمات أولية ، وأن الذرات تشكل جزيء. الجزيئات البسيطة هي جزء من مركبات معقدة أو بلورات ، وما شابه ذلك. تتجلى الحياة على الأرض أيضًا في الشكل أشكال منفصلة. هذا يعني أن كائنًا حيًا منفصلاً أو نظامًا بيولوجيًا آخر (الأنواع ، والتكاثر الحيوي ، وما إلى ذلك) يتكون من منفصلة معزولة ، أي معزولة أو محددة في الفضاء ، ولكنها مع ذلك أجزاء مترابطة ومتفاعلة بشكل وثيق ، مما يخلق وحدة هيكلية ووظيفية. على سبيل المثال ، أي نوع من الكائنات الحية يشمل الأفراد. يتكون جسم الفرد عالي التنظيم من أعضاء محددة مكانيًا ، والتي بدورها تتكون من خلايا فردية. يتم تمثيل جهاز الطاقة في الخلية بالميتوكوندريا الفردية ، ويتم تمثيل جهاز تخليق البروتين بواسطة الريبوسومات ، وما إلى ذلك ، حتى الجزيئات الكبيرة ، التي يمكن لكل منها أداء وظيفتها فقط إذا تم عزلها مكانيًا عن الآخرين. إن السرية في بنية الكائن الحي هي أساس نظامها الهيكلي ، فهي تخلق إمكانية التجديد الذاتي المستمر عن طريق استبدال العناصر الهيكلية(جزيئات ، إنزيمات ، عضيات خلوية ، خلايا كاملة) "مهترئة" دون توقف وظيفتها. تحدد سرية نوع ما مسبقًا إمكانية تطوره من خلال موت أو القضاء على الأفراد غير المناسبين من التكاثر والحفاظ على الأفراد الذين لديهم سمات مفيدة للبقاء على قيد الحياة.

9. التنظيم الذاتي (التنظيم الذاتي). هذه هي قدرة الكائنات الحية التي تعيش في ظروف بيئية متغيرة باستمرار على الحفاظ على ثبات تركيبها الكيميائي وشدة تدفق العمليات الفسيولوجية. في الوقت نفسه ، يؤدي عدم تناول أي مغذيات إلى تعبئة الموارد الداخلية للجسم ، ويؤدي الفائض إلى تخزين هذه المواد. يتم تنفيذ ردود الفعل هذه بطرق مختلفة بسبب نشاط الأنظمة التنظيمية - العصبية والغدد الصماء. يمكن أن تكون إشارة تشغيل نظام تنظيمي واحد أو آخر تغييرًا في تركيز مادة أو حالة نظام ما.

على سبيل المثال ، يعمل انخفاض تركيز ATP - وهو مركب عالمي (تراكم) للطاقة في الخلية - كإشارة ، لتبدأ عملية تركيبها. على العكس من ذلك ، فإن تجديد مخازن ATP يوقف التوليف المكثف لهذه المادة. تؤدي زيادة تركيز الجلوكوز في الدم إلى زيادة إنتاج هرمون البنكرياس - الأنسولين ، مما يقلل من مستوى السكر في الدم. يؤدي انخفاض مستويات الجلوكوز في الدم إلى إبطاء إفراز الهرمون في مجرى الدم. يؤدي انخفاض عدد الخلايا في الأنسجة (نتيجة الإصابة على سبيل المثال) إلى زيادة تكاثر الخلايا المتبقية ؛ تعطي استعادة عدد طبيعي من الخلايا إشارة حول توقف الانقسام الخلوي المكثف.

10. الإيقاع. هذه الخاصية متأصلة في كل من الطبيعة الحية وغير الحية. يرجع ذلك إلى أسباب كونية وكواكب مختلفة: دوران الأرض حول الشمس ، وتغير الفصول ، ومراحل القمر ، وما شابه ذلك. تتميز الطبيعة غير الحية ، على سبيل المثال ، بالتغيرات في الإضاءة ودرجة الحرارة خلال العام والنهار ، والمد والجزر في البحار والمحيطات ، وحركة الكتل الهوائية - الرياح ، وما شابه ذلك. تخضع الكائنات الحية أيضًا لأجهزة استشعار الوقت الخارجية ، لكن رد فعلها أكثر تعقيدًا بكثير من التغييرات في البيئة.

منتشر في الطبيعة الحية وغير الحية عمليات التذبذب. المد والجزر في المحيط ، وتغير النهار والليل ، ومراحل القمر ، وتناوب الفصول ، والزيادة الدورية في النشاط الشمسي ، والطبيعة الدورية للعمليات الجيولوجية ، بما في ذلك التغيير الدوري للأرض عن طريق البحر والبحر عن طريق البر - الكل هذه هي أشكال مختلفة من العمليات التذبذبية. التغيرات الدورية في البيئة لها تأثير عميق على الحيوانات البريةوعلى الإيقاعات الخاصة بالكائنات الحية.

الإيقاع هو تكرار نفس الحالة على فترات زمنية مختلفة. في علم الأحياء ، يُفهم الإيقاع على أنه تغييرات دورية في شدة الوظائف الفسيولوجية مع فترات تقلبات مختلفة (من بضع ثوانٍ إلى عام وقرن). الإيقاعات اليومية للنوم واليقظة عند البشر معروفة جيداً. إيقاعات النشاط والسبات الموسمي في بعض الثدييات (السناجب الأرضية والقنافذ والدببة) وغيرها الكثير.

يهدف الإيقاع إلى تنسيق وظائف الجسم مع البيئة ، أي التكيف مع ظروف الوجود المتغيرة باستمرار.

11. الاعتماد على الطاقة. الأجسام الحية "منفتحة" على طاقة النظام. هذا المفهوم مستعار من الفيزياء. تعني كلمة "مفتوحة" ديناميكية ، فهناك أنظمة ليست في حالة راحة ، ومستقرة فقط بشرط الوصول المستمر إليها عن طريق الطاقة والمادة من الخارج. لذلك ، الكائنات الحية موجودة طالما أنها تتلقى الطاقة والمواد في شكل غذاء من البيئة. وتجدر الإشارة إلى أن الكائنات الحية ، على عكس الكائنات ذات الطبيعة غير الحية ، يتم تحديدها من البيئة بواسطة الأغشية (غشاء الخلية الخارجي في الكائنات وحيدة الخلية ، والأنسجة الغشائية في الكائنات متعددة الخلايا). تعيق هذه الأصداف تبادل المواد بين الكائن الحي والبيئة الخارجية ، وتقلل من فقدان المواد وتحافظ على الوحدة المكانية للنظام.

وهكذا ، تختلف الكائنات الحية بشكل حاد عن كائنات الفيزياء والكيمياء - الأنظمة غير الحية - في تعقيدها الاستثنائي وترتيبها الهيكلي والوظيفي العالي. هذه الاختلافات تعطي الحياة خصائص جديدة نوعيا. الحياة مرحلة خاصة في تطور المادة.

الآن ، بعد التعرف على الخصائص الأساسية للكائنات الحية ، يمكننا صياغة تعريف لمفهوم "الحياة". تم تقديم التعريف المادي للحياة من قبل ف. إنجلز: "الحياة هي نمط من وجود الأجسام البروتينية ، وهذا النمط من الوجود يتمثل في جوهره في التجديد الذاتي المستمر للمكونات الكيميائية لهذه الأجسام". هذا التعريف قدمه إنجلز منذ أكثر من مائة عام. تضمنت شرطين مهمين: 1) ترتبط الحياة ارتباطًا وثيقًا بأجسام البروتين و 2) شرط لا غنى عنه للحياة هو التمثيل الغذائي المستمر ، مع توقف الحياة أيضًا.

جعلت إنجازات علم الأحياء في عصرنا من الممكن الكشف عن سمات جديدة مميزة للكائنات الحية ، وعلى هذا الأساس لإعطاء تعريف أكثر تفصيلاً لمفهوم "الحياة". ينتمي أحد هذه التعريفات إلى M.V. Volkenshtein: "الأجسام الحية الموجودة على الأرض هي أنظمة مفتوحة ذاتية التنظيم وذاتية الإنشاء مبنية من البوليمرات الحيوية - البروتينات والأحماض النووية."