생명의 분자 유전적 수준에서 연구된 과정입니다. 생명의 정의

모두 살아있는 자연생물학적 시스템의 집합체이다 다양한 레벨조직과 다양한 종속.
생명체의 조직 수준은 주어진 생물학적 구조가 차지하는 기능적 위치로 이해됩니다. 공통 시스템자연의 조직.

생명체의 조직 수준존재의 조건과 경계를 결정하는 특정 생물학적 시스템(세포, 유기체, 개체군 등)의 양적 및 질적 매개변수 세트입니다.

생명체의 구조적 조직의 종속과 계층을 반영하는 여러 수준의 생명체 조직이 있습니다.

분자 (분자 유전) 수준개별 생체고분자(DNA, RNA, 단백질, 지질, 탄수화물 및 기타 화합물)로 표시됩니다. 이 수준의 생명에서는 유전물질의 변화(돌연변이)와 재생산 및 신진대사와 관련된 현상이 연구됩니다. 이것이 바로 과학이 하는 일, 즉 분자생물학입니다.
셀룰러수준- 생명이 세포 형태로 존재하는 수준 - 생명의 구조적, 기능적 단위는 세포학을 통해 연구됩니다. 이 수준에서는 신진대사와 에너지, 정보 교환, 생식, 광합성, 신경 자극 전달 등의 과정을 연구합니다.

세포는 모든 생명체의 구조 단위입니다.

조직 수준조직학을 공부합니다.

조직은 구조, 기원 및 기능이 유사한 세포 간 물질과 세포의 집합입니다.

오르간수준. 기관에는 여러 조직이 포함됩니다.
유기체수준- 개인의 독립적 존재 - 단세포 또는 다세포 유기체가 연구됩니다(예: 생리학 및 자연학(개인의 생태학)). 완전한 유기체로서의 개인은 생명의 기본 단위를 나타냅니다. 자연 속의 생명은 다른 어떤 형태로도 존재하지 않습니다.

유기체는 모든 특성을 특징으로하는 실제 생명의 운반자입니다.

인구 종수준- 동일한 종의 개체 그룹으로 표시되는 수준 - 인구; 기본 진화 과정(돌연변이의 축적, 발현 및 선택)이 발생하는 것은 인구 집단입니다. 이 수준의 조직은 생태학(또는 인구 생태학) 및 진화 과학과 같은 과학에 의해 연구됩니다.

개체군은 특정 영토에 오랫동안 존재하고 자유롭게 교배하며 같은 종의 다른 개체와 상대적으로 격리되어 있는 동일한 종의 개체 집합입니다.

생물지리학적수준- 다양한 개체군과 서식지로 구성된 공동체(생태계)로 대표됩니다. 이 수준의 조직은 생물계학(biocenology) 또는 동의학(공동체 생태학)에 의해 연구됩니다.

Biogeocenosis는 조직의 복잡성과 서식지의 모든 요소가 다양한 모든 종의 집합입니다.

생물권수준- 모든 생물지구권의 총체를 나타내는 수준. 생물권에는 유기체의 참여로 물질의 순환과 에너지의 변화가 있습니다.

진화론

실험실 실습 지침

농학부 학생들을 위해

미아스코에

실험실 수업 수행을 위한 방법론적 지침은 03/35/04 "농업학", 03/35/07 "농산물 생산 및 가공 기술" 방향으로 풀타임 및 파트로 공부하는 농학부 학생들을 위한 것입니다. - "진화론"이라는 학문을 익히는 것을 목표로 하는 시간 코스입니다.

편집자:

Matveeva E. Yu – 박사. 바이오. 과학(농생태학 연구소 - FSBEI HE SUSU 분과)

실험실 보고서의 구조와 평가.................................4

생물체의 특성과 조직 수준................................................................5

진화 모델링..........................................................................................24

과학자들의 진화론적 견해..........................................................................26

진화론 J. B. 라마르크와 C. 다윈 ..............79

유기계 발전의 주요 단계..........................................90

적응 발생으로서의 유기체의 진화.......................................................................108

진화의 유전적 기초..........................................................................118

대진화의 요인들..........................................................................................128

실험실 보고서의 구조 및 평가

실험실 수업 보고서는 학생의 학습 능력 수준을 평가하는 데 사용됩니다. 교육 프로그램징계 주제에 대해. 보고서는 "통과" 또는 "실패"로 평가됩니다(표 1).

표 1 - 보고서 평가 기준

1 실험실 수업 주제

2 완료된 작업

3 보안 질문에 대한 답변

생명체의 속성과 조직 수준

소개

유기체 세계는 상호 연결된 부분(일부 유기체의 존재가 다른 유기체에 의존함)과 동시에 이산형(개별 단위(유기체 또는 개인)로 구성됨)의 시스템이기 때문에 단일 전체입니다. 각 살아있는 유기체는 개별 기관, 조직, 세포로 구성되어 있기 때문에 개별적이지만 동시에 특정 자율성을 갖는 각 기관은 전체의 일부로 작동합니다. 각 세포는 소기관으로 구성되어 있지만 단일 단위로 기능합니다. 유전 정보는 유전자에 의해 전달되지만 전체 세트 외부의 유전자 중 어느 것도 특성 등의 발달을 결정하지 않습니다.

생명의 이산성과 관련된 것은 유기체 세계의 다양한 수준의 조직이며, 이는 종속, 상호 연결성 및 특정 패턴의 특성을 특징으로 하는 생물학적 시스템의 이산된 상태로 정의될 수 있습니다. 동시에, 각각 새로운 레벨각 유기체는 한편으로는 그에 종속된 요소로 구성되고 다른 한편으로는 그 자체가 일부 매크로생물학적 시스템의 일부인 요소이기 때문에 이전 하위 수준의 특별한 속성과 패턴으로 구별됩니다. 삶의 모든 수준에서 분리성, 성실성과 같은 특성이 나타납니다. 구조적 조직, 물질, 에너지 및 정보 교환. 모든 층위의 생명의 존재는 하위층의 구조에 의해 준비되고 결정된다. 세포 수준의 조직 특성은 분자 및 세포 이하 수준, 유기체-세포, 조직 등에 의해 결정됩니다.

생명 조직의 구조적 수준은 매우 다양하지만 모든 다양성 중에서 주요한 것은 분자 유전, 개체 발생, 인구 종 및 생물권입니다.

생명의 분자 유전적 수준

정상적인 생활주기를 위해 모든 유기체에는 특정 기본 세트가 필요합니다. 화학 원소. 이 세트에는 매크로 요소, 미세 요소 및 초미세 요소의 세 가지 요소 그룹이 포함되어 있습니다.

유기물이라고 불리는 거대원소에는 탄소, 산소, 질소, 수소의 네 가지 원소가 포함됩니다. 이러한 원소는 세포 유기물의 대부분(95~99%)을 구성합니다.

거대원소에는 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 인, 황, 염소 및 철도 포함되며, 세포 내 함량은 10분의 1~100%(1.9%)입니다.

미량원소는 살아있는 조직에 매우 작은 농도(0.001% ~ 0.000001%)로 존재하는 원소입니다. 이 그룹은 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 바나듐, 붕소, 알루미늄, 실리콘, 몰리브덴, 요오드(0.01%)로 구성됩니다. 그들은 효소, 비타민, 호르몬과 같은 생물학적 활성 물질의 일부입니다.

초미세요소는 세포 내 함량이 0.000001%를 초과하지 않는 요소입니다. 이 그룹은 금, 우라늄, 라듐 등으로 구성됩니다.

따라서 정상적인 기능을 위해서는 살아있는 세포가 24개의 천연 화학 원소를 필요로 하며 각 원소는 고유한 목적을 가지고 있으며 총 80개의 원소가 세포에서 발견됩니다.

기본 유기 물질세포는 탄수화물, 지질, 아미노산, 단백질, 핵산입니다.

탄수화물에는 세 가지 그룹의 당류로 분류되는 탄소 화합물이 포함됩니다. 탄수화물은 유기체의 생명에 중요한 역할을 합니다. 탄수화물은 척추동물의 결합 조직의 구성 요소이며 혈액 응고를 제공하고 손상된 조직을 복구하며 식물, 박테리아, 곰팡이 등의 벽을 형성합니다.

지질은 발수성 화합물의 다양한 그룹으로, 대부분의 지질은 3가 알코올, 글리세롤 및 지방산, 즉 지방의 에스테르입니다. 지방은 세포와 신체 전체에 에너지와 물의 공급원 역할을 하며, 신체의 체온 조절에 참여하여 단열 지방층을 생성합니다. 다른 유형의 지질은 곤충 외골격의 일부로서 깃털과 양모를 덮는 보호 기능을 수행합니다.

아미노산은 카르복실기와 아미노기를 포함하는 화합물입니다. 전체적으로 170개 이상의 아미노산이 자연에 존재합니다. 세포에서는 단백질의 건축 자재로 기능합니다. 그러나 단백질에서는 아미노산이 20개만 발견됩니다. 대부분의 아미노산은 식물과 미생물에 의해 생산됩니다. 그러나 일부 동물에는 아미노산을 합성하는 데 필요한 일부 효소가 부족하므로 식단에서 일부 아미노산을 섭취해야 합니다. 이러한 산을 필수라고합니다. 인간에게는 8개의 산이 필수적이며 4개는 조건에 따라 대체 가능합니다. 가장 중요한 재산아미노산은 중합체 사슬(폴리펩티드 및 단백질)의 형성과 함께 반축합 반응을 일으키는 능력입니다.

단백질은 세포의 주요 건축 자재입니다. 이는 복잡한 생체고분자이며, 그 요소는 20개의 아미노산의 다양한 조합으로 구성된 단량체 사슬입니다. 살아있는 세포에는 다른 유기 화합물보다 더 많은 단백질이 있습니다(건조 중량의 최대 50%).

대부분의 단백질은 촉매(효소) 역할을 합니다. 단백질은 또한 운반체 역할을 합니다. 예를 들어, 헤모글로빈은 폐에서 조직으로 산소를 운반합니다. 근육 수축과 세포내 움직임은 움직임을 조정하는 기능을 하는 단백질 분자의 상호작용의 결과입니다. 단백질 - 항체가 있으며 그 기능은 바이러스, 박테리아 등으로부터 신체를 보호하는 것입니다. 활동 신경계환경의 정보를 수집하고 저장하는 단백질에 의존합니다. 호르몬이라고 불리는 단백질은 세포의 성장과 활동을 조절합니다.

세포 내 신진대사의 분자적 기초는 오늘날 꽤 잘 연구되고 있습니다.

대사(대사)에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.

이화작용 또는 동화작용은 파열 시 화학 에너지 방출과 함께 복잡한 유기 화합물이 분해되는 과정입니다. 화학 접착제. 이 에너지는 ATP(아데노신 삼인산)의 인산염 결합에 저장됩니다.

Amphobolism은 이화 작용 동안 형성되는 과정입니다. 작은 분자, 이는 더 복잡한 분자의 구성에 참여합니다.

동화작용 또는 동화는 ATP 에너지를 소비하는 복잡한 분자의 생합성 과정의 분기된 시스템입니다.

분자 수준에는 여러 가지 가변성 메커니즘이 있습니다. 그 중 가장 중요한 것은 유전자 돌연변이의 메커니즘입니다. 영향을 받아 염색체에 위치한 유전자 자체가 직접 변형되는 것입니다. 외부 요인. 돌연변이(돌연변이 유발원)를 일으키는 요인은 다음과 같습니다: 방사선, 독성 화학물질, 바이러스도 마찬가지입니다. 이 메커니즘을 사용하면 염색체의 유전자 순서가 변하지 않습니다.

변이의 또 다른 메커니즘은 유전자 재조합이다. 이것은 특정 염색체에 위치한 새로운 유전자 조합의 생성입니다. 이 경우 유전자 자체는 변하지 않지만 염색체의 한 부분에서 다른 부분으로 이동하거나 두 염색체 사이에서 유전자가 교환됩니다. 이 과정은 유성 생식 중에 발생합니다. 고등 유기체. 이 경우 유전정보의 총량에는 변화가 없으며 그대로 유지됩니다. 이 메커니즘은 아이들이 부모와 부분적으로만 유사한 이유를 설명합니다. 두 부모로부터 무작위로 결합된 특성을 상속받습니다.

또 다른 가변성 메커니즘은 1950년대에야 발견되었습니다. 이는 세포 게놈에 새로운 정보가 포함되어 유전 정보의 양이 일반적으로 증가하는 비고전적인 유전자 재조합입니다. 유전적 요소. 대부분의 경우 이러한 요소는 바이러스에 의해 세포에 도입됩니다. 오늘날 여러 유형의 전염 가능한 유전자가 발견되었습니다. 그중에는 이중 가닥 원형 DNA인 플라스미드가 있습니다. 그 때문에 어떤 약물을 장기간 사용하면 이러한 약물에 중독이 발생하고 효과가 멈춥니다. 우리 약이 작용하는 병원성 박테리아는 플라스미드에 결합하여 이러한 박테리아가 약에 대한 저항성을 갖게 만들고 박테리아는 이를 인식하지 못하게 됩니다.

유전적 요소의 이동은 염색체의 구조적 재배열과 유전자 돌연변이를 모두 일으킬 수 있습니다. 인간이 그러한 요소를 사용할 가능성은 특정 특성을 가진 새로운 형태의 유기체를 만드는 것을 목표로 하는 새로운 과학, 즉 유전 공학의 출현으로 이어졌습니다. 이 경우 자연계에 존재하지 않는 새로운 유전자 조합을 유전적, 생화학적 방법을 이용해 구축한다. 이를 위해 DNA가 변형되어 원하는 특성을 가진 단백질을 생성하도록 암호화됩니다. 모든 현대 생명공학은 이에 기초하고 있습니다.

개체발생 수준

이 수준은 살아있는 유기체의 형성으로 인해 발생했습니다. 이 수준에서 생명의 기본 단위는 개체이며, 기본 현상은 개체 발생입니다. 생물학적 개체는 단세포 유기체일 수도 있고 다세포 유기체일 수도 있지만, 어떤 경우에도 그것은 완전한 자가 재생산 시스템을 나타냅니다.

개체 발생(Ontogenic)은 출생부터 사망까지 연속적인 형태적, 생리적, 생화학적 변화를 거쳐 유기체가 개별적으로 발달하는 과정, 즉 유전 정보를 실현하는 과정입니다. 현재 유기체의 개별 발달을 결정하는 원인과 요인이 확립되지 않았기 때문에 통일된 개체 발생 이론이 만들어지지 않았습니다.

세포 수준.오늘날 과학은 살아있는 유기체의 구조, 기능 및 발달의 가장 작은 독립 단위가 세포라는 사실을 확실하게 확립했습니다. 생물학적 시스템, 자기 재생, 자기 번식 및 발달이 가능합니다. 살아있는 유기체의 모든 특성을 부여받습니다. 세포 구조는 그 구조가 아무리 다양하고 복잡해 보이더라도 모든 살아있는 유기체의 구조의 기초가 됩니다. 살아있는 세포를 연구하는 과학을 세포학이라고 합니다. 세포의 구조, 기본 생활 시스템으로서의 기능, 환경 조건에 대한 적응 등을 연구합니다. 세포학은 또한 특수 세포의 특성, 특수 기능의 형성 및 특정 세포 구조의 발달을 연구합니다. 따라서 현대 세포학은 세포 생리학이라고 할 수 있습니다.

세포 존재의 발견과 연구는 XVII 후반최초의 현미경이 발명된 세기. 세포는 1665년 영국의 과학자 로버트 훅(Robert Hooke)이 코르크 조각을 조사하던 중 처음으로 기술되었습니다. 그의 현미경은 그다지 발전하지 않았기 때문에 그가 본 것은 실제로 죽은 세포의 벽이었습니다. 생물학자들이 주요 역할이 세포벽이 아니라 세포 내부 내용물에 의해 이루어진다는 사실을 이해하는 데 거의 200년이 걸렸습니다. 세포 이론의 선구자 중에는 많은 식물 유기체의 조직이 세포로 구성되어 있음을 증명한 Anthony van Leeuwenhoek(1632~1723)도 있습니다.

T. Schwann과 M. Schleiden은 1838년에 세포 이론을 창안했는데, 이는 가장 큰 사건 19세기 생물학. 모든 살아있는 자연의 통일성에 대한 결정적인 증거를 제공하고 발생학, 조직학, 생리학, 진화론의 발전뿐만 아니라 유기체의 개별 발달에 대한 이해의 기초가 된 것은 바로 이 이론이었습니다. 세포학은 유전학과 분자생물학이 탄생한 이후 강력한 추진력을 얻었습니다. 그 후 막, 리보솜, 리소솜 등 새로운 세포 구성 요소가 발견되었습니다.

현대 개념에 따르면 세포는 독립적인 유기체(예: 원생동물)로 존재할 수도 있고, 번식을 담당하는 생식 세포와 체세포(체세포)가 있는 다세포 유기체의 일부로 존재할 수도 있습니다. 체세포는 구조와 기능이 다릅니다. 신경, 뼈, 근육 및 분비 세포가 있습니다. 세포 크기는 0.1미크론(일부 박테리아)에서 155mm(껍질 속의 타조 알)까지 다양합니다. 살아있는 유기체에는 수십억 개의 서로 다른 세포(최대 1015개)가 있으며 그 모양은 가장 기괴할 수 있습니다(거미, 별, 눈송이 등).

모든 세포는 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 환경에서 세포로의 물질 통과를 제어하는 원형질막; 다양한 구조를 가진 세포질과 유전정보를 담고 있는 세포핵. 또한 모든 동물과 일부 식물 세포에는 세포의 중심을 형성하는 원통형 구조인 중심소체가 포함되어 있습니다. 식물 세포에는 세포벽(껍질)과 색소체(세포의 색을 결정하는 색소를 포함하는 특수 세포 구조)도 있습니다.

세포는 두 개의 딸세포로 나누어 성장하고 번식합니다. 세포 분열에는 두 가지 방법이 있습니다. 유사분열은 두 개의 딸핵이 모세포 세트와 동일한 염색체 세트로 형성되는 세포핵의 분열입니다. 이 경우 유전 정보를 담고 있는 완전한 염색체 세트가 딸세포로 전달됩니다. 분기 후 DNA의 딸 가닥은 염색체로 변하여 주어진 유기체의 특징적인 구조를 형성합니다. 이 재생산 방법은 성세포를 제외한 모든 세포의 특징입니다.

감수분열은 세포핵이 분열하여 4개의 딸핵을 형성하는 것으로, 각 딸핵은 원래 핵의 절반에 해당하는 염색체를 포함합니다. 이러한 세포 분열 메커니즘은 생식 세포(배우자)가 형성되는 동안 유성 생식을 준비할 때만 자연적으로 발생합니다. 수정 중에 배우자가 융합하면 이배체 염색체 세트가 다시 얻어집니다. 이 재생산 방법은 생식 세포에만 특징적입니다.

다세포 유기체는 또한 하나의 세포, 즉 난자에서 발생하지만 분열 중에 세포가 변형되어 근육, 신경, 혈액 등 다양한 세포가 나타납니다. 서로 다른 세포는 서로 다른 단백질을 합성합니다. 그러나 다세포 유기체의 각 세포는 해당 유기체에 필요한 모든 단백질을 만드는 데 필요한 완전한 유전 정보를 가지고 있습니다.

세포 유형에 따라 모든 유기체는 두 그룹으로 나뉩니다.

원핵생물은 핵이 없는 세포이다. 그 안에서 DNA 분자는 핵막으로 둘러싸여 있지 않으며 염색체로 구성되어 있지 않습니다. 여기에는 박테리아가 포함됩니다.

진핵생물은 핵을 갖고 있는 세포이다. 또한 산화 과정이 일어나는 세포 소기관인 미토콘드리아를 포함하고 있습니다. 진핵생물에는 원생동물, 균류, 식물 및 동물이 포함되므로 단세포 또는 다세포가 될 수 있습니다.

살아있는 세포를 연구하면서 과학자들은 두 가지 주요 유형의 영양이 존재한다는 점에 주목하여 모든 유기체를 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

독립 영양 유기체 - 유기농 식품이 필요하지 않으며 이산화탄소(박테리아) 또는 광합성(식물)을 동화하여 살 수 있습니다. 즉, 필요한 영양분을 스스로 생산합니다.

종속 영양 유기체는 유기농 식품 없이는 생존할 수 없는 모든 유기체입니다.

다세포 유기체.모든 다세포 유기체는 곰팡이, 식물, 동물의 세 가지 왕국으로 나뉩니다. 다세포 유기체의 개별 부분의 작업뿐만 아니라 그들의 중요한 활동은 생리학에 의해 연구됩니다. 이 과학은 살아있는 유기체의 다양한 기능의 작용 메커니즘, 서로의 관계, 외부 환경에 대한 조절 및 적응, 진화 과정 및 개인의 개별 발달 과정에서 기원 및 형성을 조사합니다. 실제로 이것은 개체 발생 과정, 즉 출생부터 사망까지 유기체의 발달, 성장, 개별 구조의 이동, 유기체의 분화 및 합병증이 발생하는 과정입니다. 이 과정은 "존재 발생"이라는 용어의 저자인 Ernst Haeckel(1834-1919)이 공식화한 유명한 생물 발생학 법칙을 기반으로 설명됩니다.

생물 발생학 법칙은 간단한 형태의 개체 발생이 계통 발생을 반복한다고 말합니다. 즉, 짧은 형태의 개별 발달에서 개별 유기체는 종의 모든 발달 단계를 거칩니다. 따라서 개체 발생은 생식 세포에 암호화된 유전 정보의 구현뿐만 아니라 작업 및 환경 적응 중에 모든 신체 시스템의 일관성을 확인하는 것을 나타냅니다.

모든 다세포 유기체는 기관과 조직으로 구성됩니다.

조직은 구조와 기능이 유사한 물리적으로 결합된 세포와 세포간 물질의 집합입니다. 그들의 연구는 조직학의 주제입니다. 조직은 동일하거나 다른 특수 세포로부터 형성될 수 있습니다. 예를 들어, 동물의 경우 편평 상피는 동일한 세포로 구성되고 근육, 신경 및 결합 조직은 서로 다른 세포로 구성됩니다.

장기는 특정 기능을 수행하는 신체의 상대적으로 큰 기능적 부분으로, 다양한 유형의 세포로 구성되고 제어됩니다. 공통 메커니즘몸. 차례로, 장기는 더 큰 단위, 즉 신체 시스템의 일부입니다. 그중에는 신경계, 소화기, 심혈관, 호흡기 및 기타 시스템이 있습니다. 이러한 각 시스템에는 운영 기관과 제어 메커니즘의 계층 구조가 포함됩니다.

살아있는 유기체 자체는 항상성과 적응을 보장하는 복잡한 생리 시스템으로 표현될 수 있습니다. 이는 유전자형(한 유기체의 유전자 세트)과 표현형(복합체)의 상호작용의 결과로 형성됩니다. 외부 표지판개별 발달 중에 형성된 유기체). 따라서 신체는 외부 환경에 존재하는 내부 장기와 조직의 안정적인 시스템입니다. 그러나 이후 일반 이론개체 발생은 아직 생성되지 않았으며 유기체 발달 중에 발생하는 많은 과정이 아직 완전한 설명을 얻지 못했습니다.

IV. 기대 수명을 늘리는 생물학적 방법

IV. 환자 또는 의사의 생명에 위협이 되는 경우 질서의 조치

PS. 이 공식은 인플레이션율이 안정적이고, 인플레이션 측정 주기가 일정한 빈도를 갖는 경우에 적용됩니다.

THE EYE AND THE SPIRIT" ("L"Œil et l"esprit". Paris, 1964) - Merleau-Ponty가 생애 동안 출판한 마지막 작품

유기체 세계의 조직 수준은 종속성, 상호 연결성 및 특정 패턴을 특징으로 하는 생물학적 시스템의 개별 상태입니다.

생명 조직의 구조적 수준은 매우 다양하지만 주요 수준은 분자, 세포, 개체 발생, 인구 종, 거대 생물권 및 생물권입니다.

1. 생명의 분자 유전적 수준. 이 단계에서 생물학의 가장 중요한 임무는 유전 정보, 유전 및 변이의 전달 메커니즘에 대한 연구입니다.

분자 수준에는 여러 가지 가변성 메커니즘이 있습니다. 그 중 가장 중요한 것은 유전자 돌연변이 메커니즘, 즉 외부 요인의 영향으로 유전자 자체가 직접 변형되는 메커니즘입니다. 돌연변이를 일으키는 요인은 방사선, 독성 화학 화합물, 바이러스입니다.

변이의 또 다른 메커니즘은 유전자 재조합이다. 이 과정은 고등 유기체의 유성 생식 중에 발생합니다. 이 경우 유전정보의 총량에는 변화가 없습니다.

또 다른 가변성 메커니즘은 1950년대에야 발견되었습니다. 이는 세포 게놈에 새로운 유전 요소가 포함되어 유전 정보의 양이 일반적으로 증가하는 비고전적인 유전자 재조합입니다. 대부분의 경우 이러한 요소는 바이러스에 의해 세포에 도입됩니다.

2. 세포 수준. 오늘날 과학은 살아있는 유기체의 구조, 기능 및 발달의 가장 작은 독립적 단위가 자기 재생, 자기 복제 및 발달이 가능한 기본 생물학적 시스템인 세포라는 사실을 확실하게 확립했습니다. 세포학은 살아있는 세포, 그 구조, 초등 생물 시스템으로 기능하는 것을 연구하고, 개별 세포 구성 요소의 기능, 세포 재생 과정, 환경 조건에 대한 적응 등을 연구하는 과학입니다. 세포학은 또한 특수 세포의 특성, 특별한 기능의 형성과 특정 세포 구조의 발달. 따라서 현대 세포학은 세포 생리학이라고 불렸습니다.

19세기 초에 세포핵이 발견되고 기술되면서 세포 연구에 중요한 발전이 일어났습니다. 이러한 연구를 바탕으로 세포론이 탄생하게 되었는데, 이는 19세기 생물학의 가장 큰 사건이 되었다. 발생학, 생리학, 진화론의 발전의 기초가 된 것은 바로 이 이론이었습니다.

모든 세포에서 가장 중요한 부분은 유전 정보를 저장하고 재생산하며 세포의 대사 과정을 조절하는 핵입니다.

모든 셀은 두 그룹으로 나뉩니다.

원핵생물은 핵이 없는 세포이다.

진핵생물 - 핵을 함유한 세포

살아있는 세포를 연구하면서 과학자들은 두 가지 주요 유형의 영양이 존재한다는 점에 주목하여 모든 유기체를 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

독립 영양 - 필요한 영양분을 스스로 생산합니다.

· 종속 영양 - 유기농 식품 없이는 할 수 없습니다.

나중에 필요한 물질 (비타민, 호르몬)을 합성하는 유기체의 능력, 에너지 공급, 의존성과 같은 중요한 요소 생태 환경따라서 연결의 복잡하고 차별화된 특성은 필요성을 나타냅니다. 체계적 접근생명과 개체 발생 수준의 연구에.

3. 개체발생적 수준. 다세포 유기체. 이 수준은 살아있는 유기체의 형성으로 인해 발생했습니다. 생명의 기본 단위는 개체이며, 기본 현상은 개체발생이다. 생리학은 다세포 생물의 기능과 발달을 연구합니다. 이 과학은 살아있는 유기체의 다양한 기능의 작용 메커니즘, 서로의 관계, 외부 환경에 대한 조절 및 적응, 진화 과정 및 개인의 개별 발달 과정에서 기원 및 형성을 조사합니다. 본질적으로 이것은 개체 발생 과정, 즉 출생에서 사망까지 유기체의 발달 과정입니다. 동시에 유기체의 성장, 개별 구조의 이동, 분화 및 합병증이 발생합니다.

모든 다세포 유기체는 기관과 조직으로 구성됩니다. 조직은 특정 기능을 수행하기 위해 물리적으로 결합된 세포와 세포간 물질의 집합체입니다. 그들의 연구는 조직학의 주제입니다.

기관은 다양한 조직을 특정 생리학적 복합체로 통합하는 비교적 큰 기능 단위입니다. 차례로, 장기는 더 큰 단위, 즉 신체 시스템의 일부입니다. 그중에는 신경계, 소화기, 심혈관, 호흡기 및 기타 시스템이 있습니다. 동물만이 내부 장기를 가지고 있습니다.

4. 인구-생물권 수준. 이것은 초유기체 수준의 생명이며, 그 기본 단위는 인구입니다. 개체군과 달리 종은 구조와 생리학적 특성이 유사하고, 공통의 기원을 가지며, 자유롭게 교배하여 생식력이 있는 자손을 생산할 수 있는 개체들의 집합입니다. 종은 유전적으로 대표되는 개체군을 통해서만 존재합니다. 개방형 시스템. 인구 생물학은 인구에 대한 연구입니다.

"인구"라는 용어는 유전학의 창시자 중 한 명인 V. Johansen에 의해 도입되었으며, 그는 유전적으로 이질적인 유기체 집합에 이 이름을 부여했습니다. 나중에 인구는 통합 시스템으로 간주되기 시작했으며 지속적으로 상호 작용했습니다. 환경. 개체군은 살아있는 유기체 종이 존재하는 실제 시스템입니다.

개체군은 유전적으로 개방된 시스템입니다. 왜냐하면 개체군 격리가 절대적이지 않고 주기적으로 유전 정보를 교환하는 것이 불가능하기 때문입니다. 진화의 기본 단위로 작용하는 것은 개체군이며, 유전자 풀의 변화는 새로운 종의 출현으로 이어집니다.

독립적으로 존재하고 변형할 수 있는 개체군은 다음 초유기체 수준인 생물권(biocenoses)의 집합체로 통합됩니다. Biocenosis는 특정 영토에 사는 일련의 인구입니다.

생물권은 외국인 인구에 대해 폐쇄된 시스템이며, 구성 인구에 대해서는 개방형 시스템입니다.

5. 생물지리학적 수준. Biogeocenosis는 오랫동안 존재할 수 있는 안정적인 시스템입니다. 살아있는 시스템의 평형은 역동적입니다. 특정 안정성 지점 주위의 지속적인 움직임을 나타냅니다. 안정적인 기능을 위해서는 제어 및 실행 하위 시스템 사이에 피드백 연결이 필요합니다. 일부 종의 대량 번식과 다른 종의 감소 또는 소멸로 인해 발생하는 다양한 생물 지구화 요소 간의 동적 균형을 유지하여 환경의 질을 변화시키는 이러한 방법을 환경 재앙이라고합니다.

Biogeocenosis는 여러 유형의 하위 시스템이 구별되는 통합 자기 조절 시스템입니다. 1차 시스템은 무생물을 직접 처리하는 생산자입니다. 소비자 - 생산자의 사용을 통해 물질과 에너지를 얻는 2차 수준 그런 다음 2차 소비자가 옵니다. 청소부와 분해자도 있습니다.

물질의 순환은 생물 지구화에서 이러한 수준을 통과합니다. 생명체는 다양한 구조의 사용, 처리 및 복원에 참여합니다. 생물 지구화에는 단방향 에너지 흐름이 있습니다. 이는 이를 이웃 생물지구권과 지속적으로 연결되는 개방형 시스템으로 만듭니다.

생물지리의 자체 규제는 구성 요소의 수가 다양할수록 더욱 성공적입니다. biogeocenoses의 안정성은 또한 구성 요소의 다양성에 따라 달라집니다. 하나 이상의 구성 요소가 손실되면 되돌릴 수 없는 불균형이 발생하고 통합 시스템으로서의 기능이 중단될 수 있습니다.

6. 생물권 수준. 이것 최고 수준지구상의 모든 생명 현상을 다루는 생명의 조직. 생물권은 생명체행성과 그에 의해 변화된 환경. 생물학적 대사는 다른 모든 수준의 생명 조직을 하나의 생물권으로 통합하는 요소입니다. 이 수준에서는 지구상에 사는 모든 생명체의 중요한 활동과 관련된 물질 순환과 에너지 변환이 발생합니다. 따라서 생물권은 단일 생태계입니다. 이 시스템의 기능, 구조 및 기능을 연구하는 것은 이 삶의 수준에서 생물학의 가장 중요한 임무입니다. 생태학, 생물계학, 생지화학은 이러한 문제를 연구합니다.

생물권 교리의 발전은 뛰어난 러시아 과학자 V.I의 이름과 불가분의 관계가 있습니다. Vernadsky. 하나의 분할할 수 없는 전체로 작용하는 우리 행성의 유기 세계와 지구상의 지질 과정 사이의 연결을 증명한 사람은 바로 그 사람이었습니다. Vernadsky는 생명체의 생지화학적 기능을 발견하고 연구했습니다.

원자의 생물학적 이동 덕분에 생명체는 지구화학적 기능을 수행합니다. 현대 과학생물이 수행하는 다섯 가지 지구화학적 기능을 식별합니다.

1. 농도 기능은 활동으로 인해 살아있는 유기체 내부의 특정 화학 원소가 축적되는 것으로 표현됩니다. 그 결과 광물 매장량이 출현했습니다.

2. 수송 기능은 첫 번째 기능과 밀접하게 관련되어 있습니다. 살아있는 유기체는 필요한 화학 원소를 수송하여 서식지에 축적하기 때문입니다.

3. 에너지 기능생물권을 관통하는 에너지 흐름을 제공하여 생명체의 모든 생지화학적 기능을 수행할 수 있습니다.

4. 파괴 기능 - 유기 잔해를 파괴하고 처리하는 기능으로, 이 과정에서 유기체에 축적된 물질이 자연 순환으로 돌아가고 자연계의 물질 순환이 일어납니다.

5. 중간 형성 기능 - 생명체의 영향으로 환경이 변화됩니다. 지구의 전체 현대 모습-대기, 수권, 암석권의 상층 구성; 대부분의 미네랄; 기후는 생명 활동의 결과입니다.

유기체 세계의 조직 수준은 종속성, 상호 연결성 및 특정 패턴을 특징으로 하는 생물학적 시스템의 개별 상태입니다.

생명 조직의 구조적 수준은 매우 다양하지만 주요 수준은 분자, 세포, 개체 발생, 인구 종, 거대 생물권 및 생물권입니다.

1. 분자 유전 수준 삶. 이 단계에서 생물학의 가장 중요한 임무는 유전 정보, 유전 및 변이의 전달 메커니즘에 대한 연구입니다.

변이의 또 다른 메커니즘은 유전자 재조합이다. 이 과정은 고등 유기체의 유성 생식 중에 발생합니다. 이 경우 유전정보의 총량에는 변화가 없습니다.

2. 세포 수준. 오늘날 과학은 살아있는 유기체의 구조, 기능 및 발달의 가장 작은 독립적 단위가 자기 재생, 자기 복제 및 발달이 가능한 기본 생물학적 시스템인 세포라는 사실을 확실하게 확립했습니다. 세포학은 살아있는 세포, 그 구조, 초등 생물 시스템으로 기능하는 것을 연구하고, 개별 세포 구성 요소의 기능, 세포 재생 과정, 환경 조건에 대한 적응 등을 연구하는 과학입니다. 세포학은 또한 특수 세포의 특성, 특별한 기능의 형성과 특정 세포 구조의 발달. 따라서 현대 세포학은 세포 생리학이라고 불렸습니다.

모든 세포에서 가장 중요한 부분은 유전 정보를 저장하고 재생산하며 세포의 대사 과정을 조절하는 핵입니다.

모든 셀은 두 그룹으로 나뉩니다.

원핵생물은 핵이 없는 세포이다.

진핵생물 - 핵을 함유한 세포

살아있는 세포를 연구하면서 과학자들은 두 가지 주요 유형의 영양이 존재한다는 점에 주목하여 모든 유기체를 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

독립 영양 - 필요한 영양분을 스스로 생산합니다.

· 종속 영양 – 유기농 식품 없이는 할 수 없습니다.

나중에 유기체가 필요한 물질 (비타민, 호르몬)을 합성하고 에너지를 공급하는 능력, 생태 환경에 대한 의존성 등과 같은 중요한 요소가 밝혀졌습니다. 따라서 연결의 복잡하고 차별화 된 성격은 다음과 같은 필요성을 나타냅니다. 개체 발생 수준에서 생명 연구에 대한 체계적인 접근 방식입니다.

3. 개체발생적 수준. 다세포 유기체. 이 수준은 살아있는 유기체의 형성으로 인해 발생했습니다. 생명의 기본 단위는 개체이며, 기본 현상은 개체발생이다. 생리학은 다세포 생물의 기능과 발달을 연구합니다. 이 과학은 살아있는 유기체의 다양한 기능의 작용 메커니즘, 서로의 관계, 외부 환경에 대한 조절 및 적응, 진화 과정 및 개인의 개별 발달 과정에서 기원 및 형성을 조사합니다. 본질적으로 이것은 개체 발생 과정, 즉 출생부터 사망까지 유기체의 발달 과정입니다. 동시에 유기체의 성장, 개별 구조의 이동, 분화 및 합병증이 발생합니다.

4. 인구 생물권 수준. 이것은 초유기체 수준의 생명이며, 그 기본 단위는 인구입니다. 개체군과 달리 종은 구조와 생리학적 특성이 유사하고, 공통의 기원을 가지며, 자유롭게 교배하여 생식력이 있는 자손을 생산할 수 있는 개체들의 집합입니다. 종은 유전적으로 열린 시스템을 대표하는 개체군을 통해서만 존재합니다. 인구 생물학은 인구에 대한 연구입니다.

"인구"라는 용어는 유전학의 창시자 중 한 명인 V. Johansen에 의해 도입되었으며, 그는 유전적으로 이질적인 유기체 집합에 이 이름을 부여했습니다. 나중에 인구는 환경과 지속적으로 상호 작용하는 통합 시스템으로 간주되기 시작했습니다. 개체군은 살아있는 유기체 종이 존재하는 실제 시스템입니다.

개체군은 유전적으로 개방된 시스템입니다. 왜냐하면 개체군 격리가 절대적이지 않고 유전 정보 교환이 주기적으로 불가능하기 때문입니다. 진화의 기본 단위로 작용하는 것은 개체군이며, 유전자 풀의 변화는 새로운 종의 출현으로 이어집니다.

생물권은 외국인 인구에 대해 폐쇄된 시스템이며, 구성 인구에 대해서는 개방형 시스템입니다.

5. 생물지리학적 수준. Biogeocenosis는 오랫동안 존재할 수 있는 안정적인 시스템입니다. 살아있는 시스템의 평형은 역동적입니다. 특정 안정성 지점 주위의 지속적인 움직임을 나타냅니다. 안정적인 기능을 위해서는 제어 및 실행 하위 시스템 사이에 피드백 연결이 필요합니다. 일부 종의 대량 번식과 다른 종의 감소 또는 소멸로 인해 발생하는 다양한 생물 지구화 요소 간의 동적 균형을 유지하여 환경의 질을 변화시키는 이러한 방법을 환경 재앙이라고합니다.

6. 생물권 수준. 이것은 지구상의 모든 생명 현상을 다루는 최고 수준의 생명 조직입니다. 생물권은 지구의 생명체이자 그에 의해 변화된 환경입니다. 생물학적 대사는 다른 모든 수준의 생명 조직을 하나의 생물권으로 통합하는 요소입니다. 이 수준에서는 지구상에 사는 모든 생명체의 중요한 활동과 관련된 물질 순환과 에너지 변환이 발생합니다. 따라서 생물권은 단일 생태계입니다. 이 시스템의 기능, 구조 및 기능을 연구하는 것은 이 삶의 수준에서 생물학의 가장 중요한 임무입니다. 생태학, 생물계학, 생지화학은 이러한 문제를 연구합니다.

생물 조직의 수준은 분자, 세포, 조직, 기관, 유기체, 인구 종 및 생태계와 같은 생물학적 조직 수준입니다.

조직의 분자 수준- 이것은 생물학적 거대분자의 기능 수준입니다. - 생체고분자: 핵산, 단백질, 다당류, 지질, 스테로이드. 이 수준에서 가장 중요한 생명 과정인 신진대사, 에너지 전환, 전달이 시작됩니다. 유전 정보. 이 수준은 생화학, 분자 유전학, 분자 생물학, 유전학, 생물 물리학을 연구합니다.

세포 수준- 이것은 세포 수준입니다 (박테리아 세포, 시아 노 박테리아, 단세포 동물 및 조류, 단세포 곰팡이, 다세포 유기체 세포). 세포는 생명체의 구조적 단위, 기능적 단위, 발달 단위입니다. 이 수준은 세포학, 세포화학, 세포유전학 및 미생물학에 의해 연구됩니다.

조직의 조직 수준- 조직의 구조와 기능을 연구하는 수준입니다. 이 수준은 조직학 및 조직화학에 의해 연구됩니다.

조직의 기관 수준-다세포 유기체의 기관 수준입니다. 해부학, 생리학, 발생학은 이 수준을 연구합니다.

조직의 유기체적 수준- 단세포, 군체, 다세포 유기체 수준입니다. 유기체 수준의 특이성은 이 수준에서 유전 정보의 해독 및 구현이 발생하고 특정 종의 개체에 내재된 특성이 형성된다는 것입니다. 이 수준은 형태학(해부학 및 발생학), 생리학, 유전학, 고생물학을 통해 연구됩니다.

개체군 수준- 개인들의 집합체 수준입니다 - 인구그리고 종. 이 수준은 체계학, 분류학, 생태학, 생물지리학, 인구 유전학. 이 수준에서는 유전적, 인구의 생태적 특징, 초등학교 진화적 요인그리고 유전자 풀(소진화)에 미치는 영향, 종 보존 문제.

조직의 생태계 수준- 이것은 미시생태계, 중생태계, 거시생태계의 수준입니다. 이 수준에서는 영양 유형, 생태계의 유기체와 개체군 간의 관계 유형을 연구합니다. 인구 규모, 인구 역학, 인구 밀도, 생태계 생산성, 계승. 이 레벨은 생태학을 연구합니다.

또한 구별 생물권 수준의 조직생명체. 생물권은 지구의 지리적 외피의 일부를 차지하는 거대한 생태계입니다. 이것은 메가 생태계입니다. 생물권에는 물질과 화학 원소의 순환과 태양 에너지의 변화가 있습니다.

2. 생물의 기본 성질

대사 (대사)

신진 대사 (대사)는 생명 활동, 성장, 번식, 발달, 자기 보존, 환경과의 지속적인 접촉, 환경 및 변화에 적응하는 능력을 보장하는 생활 시스템에서 발생하는 일련의 화학적 변형입니다. 대사 과정에서 세포를 구성하는 분자는 분해되어 합성됩니다. 세포 구조 및 세포 간 물질의 형성, 파괴 및 재생. 대사는 동화(동화작용)와 동화작용(이화작용)의 상호 연관된 과정을 기반으로 합니다. 동화 - 동화 과정에서 저장된 에너지를 소비하는 단순한 분자로부터 복잡한 분자를 합성하는 과정(합성 물질이 침착되는 동안 에너지 축적). 동화 작용은 신체 기능에 필요한 에너지 방출과 함께 발생하는 복잡한 유기 화합물의 분해 (혐기성 또는 호기성) 과정입니다. 무생물의 신체와는 달리 살아있는 유기체는 환경과의 교환이 존재의 조건입니다. 이 경우 자체 갱신이 발생합니다. 신체 내부에서 발생하는 대사 과정은 시간과 공간에 따라 엄격하게 정해진 화학 반응에 의해 일련의 대사 과정과 주기로 결합됩니다. 작은 부피에서 많은 수의 반응이 조화롭게 발생하는 것은 세포 내 개별 대사 단위의 규칙적인 분포(구획화 원리)를 통해 달성됩니다. 대사 과정은 특수 효소 단백질인 생체촉매의 도움으로 조절됩니다. 각 효소는 오직 하나의 기질의 전환을 촉매하는 기질 특이성을 가지고 있습니다. 이 특이성은 효소에 의한 기질의 일종의 "인식"에 기초합니다. 효소 촉매작용은 효율성이 매우 높다는 점에서 비생물학적 촉매작용과 다르며, 그 결과 해당 반응 속도가 1010~1013배 증가합니다. 각 효소 분자는 반응에 참여하는 동안 파괴되지 않고 분당 수천에서 수백만의 작업을 수행할 수 있습니다. 효소와 비생물학적 촉매의 또 다른 특징적인 차이점은 효소가 정상적인 조건(대기압, 체온 등)에서 반응을 가속화할 수 있다는 것입니다. 모든 살아있는 유기체는 에너지 원과 생명에 필요한 물질이 다른 독립 영양 생물과 종속 영양 생물의 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 독립 영양 생물은 무기 물질을 합성하는 유기체입니다. 유기 화합물독립 영양 유기체는 햇빛 에너지(광합성 - 녹색 식물, 조류, 일부 박테리아) 또는 무기 기질의 산화에서 얻은 에너지(화학 합성 - 황, 철 박테리아 및 기타)를 사용하여 세포의 모든 구성 요소를 합성할 수 있습니다. 자연에서 광합성 독립 영양 생물의 역할은 결정적입니다. 생물권에서 유기물의 주요 생산자이기 때문에 다른 모든 유기체의 존재와 삶의 과정을 보장합니다. 생지화학적 순환지구상의 물질 순환에서. 종속영양생물(모든 동물, 균류, 대부분의 박테리아, 일부 비엽록소 식물)은 존재하기 위해 미리 만들어진 유기 물질을 필요로 하는 유기체입니다. 유기 물질은 식품으로 공급될 때 에너지원이자 필수 "건축 자재" 역할을 합니다. . 종속 영양 생물의 특징은 양서류의 존재입니다. 식품의 소화 중에 형성된 작은 유기 분자(단량체)의 형성 과정(복합 기질의 분해 과정). 이러한 분자(단량체)는 자체 복합 유기 화합물을 조립하는 데 사용됩니다.

자기 재생산 (재생)

번식(자신의 종류, 자기 번식) 능력은 살아있는 유기체의 기본 특성 중 하나입니다. 종의 존재의 연속성을 보장하기 위해서는 번식이 필요합니다. 개별 유기체의 수명은 제한되어 있습니다. 번식은 개체의 자연사로 인한 손실을 보상하는 것 이상으로 개체의 세대에 걸쳐 종의 보존을 유지합니다. 살아있는 유기체의 진화 과정에서 번식 방법의 진화가 일어났습니다. 따라서 현재 존재하는 수많은 다양한 종의 생명체에서 우리는 다음을 발견합니다. 다른 모양생식. 많은 종의 유기체는 여러 가지 번식 방법을 결합합니다. 근본적으로 다른 두 가지 유형의 유기체 재생산, 즉 무성 생식 (기본적이고 더 오래된 유형의 재생산)과 유성 생식을 구별하는 것이 필요합니다. 무성 생식 과정에서 모체 유기체의 (다세포 유기체에서) 하나 또는 세포 그룹에서 새로운 개체가 형성됩니다. 모든 형태의 무성 생식에서 자손은 모계와 동일한 유전자형(유전자 세트)을 갖습니다. 결과적으로, 한 모체 유기체의 모든 자손은 유전적으로 균질하며 딸 개체는 동일한 특성 세트를 갖습니다. 유성 생식에서는 두 부모 유기체가 생산한 두 개의 특수 생식 세포(수정 과정)의 융합으로 형성된 접합체에서 새로운 개체가 발생합니다. 접합체의 핵에는 융합된 배우자 핵의 염색체 세트를 결합한 결과로 형성된 하이브리드 염색체 세트가 포함되어 있습니다. 따라서 접합체의 핵에는 양쪽 부모가 동등하게 도입한 유전적 성향(유전자)의 새로운 조합이 생성됩니다. 그리고 접합체에서 발생하는 딸 유기체는 새로운 특성 조합을 갖게 됩니다. 즉, 유성 생식 중에 유기체의 유전적 다양성의 조합적인 형태가 발생하여 변화하는 환경 조건에 대한 종의 적응을 보장하고 진화의 필수 요소를 나타냅니다. 이는 무성생식에 비해 유성생식의 중요한 장점입니다. 살아있는 유기체가 스스로 번식하는 능력은 핵산 분자와 단백질 형성의 기초가 되는 생식을 위한 핵산의 독특한 특성과 매트릭스 합성 현상에 기초합니다. 분자 수준에서의 자가 재생산은 세포 내 신진대사의 구현과 세포 자체의 자가 재생산을 모두 결정합니다. 세포 분열(세포 자가 재생산)은 다세포 생물의 개별 발달과 모든 생물의 번식의 기초가 됩니다. 유기체의 번식은 지구에 서식하는 모든 종의 자기 번식을 보장하며, 이는 결국 생물 지구권과 생물권의 존재를 결정합니다.

유전과 변이

유전은 유기체 세대 사이에 물질적 연속성(유전 정보의 흐름)을 제공합니다. 이는 분자, 세포 이하 및 세포 수준의 재생산과 밀접한 관련이 있습니다. 유전적 특성의 다양성을 결정하는 유전 정보는 DNA의 분자 구조(일부 바이러스의 경우 RNA)에 암호화되어 있습니다. 유전자는 합성된 단백질의 구조, 효소 및 구조에 대한 정보를 암호화합니다. 유전자 코드는 DNA 분자의 뉴클레오티드 서열을 사용하여 합성된 단백질의 아미노산 서열에 대한 정보를 "기록"하는 시스템입니다. 유기체의 모든 유전자 집합을 유전자형(genotype)이라고 하며, 특성 집합을 표현형(phenotype)이라고 합니다. 표현형은 유전자형과 유전자 활동에 영향을 미치고 규칙적인 과정을 결정하는 내부 및 외부 환경 요인에 따라 달라집니다. 유전 정보의 저장 및 전송은 핵산의 도움으로 모든 유기체에서 수행되며 유전 코드는 지구상의 모든 생명체에 대해 동일합니다. 그것은 보편적입니다. 유전 덕분에 유기체가 환경에 적응할 수 있도록 특성이 대대로 전달됩니다. 유기체의 번식 중에 기존 징후와 특성의 연속성 만 나타났다면 변화하는 환경 조건을 배경으로 유기체의 존재는 불가능할 것입니다. 왜냐하면 유기체의 삶에 필요한 조건은 유기체의 조건에 대한 적응성이기 때문입니다. 환경. 같은 종에 속하는 유기체의 다양성에는 다양성이 있습니다. 다양성은 개별 유기체가 개별적으로 발달하는 동안 또는 생식 중 일련의 세대에 걸쳐 유기체 그룹 내에서 발생할 수 있습니다. 발생 메커니즘, 특성 변화의 성격, 그리고 마지막으로 살아있는 유기체의 존재에 대한 중요성, 즉 유전형(유전)과 변형(비유전)이 다른 두 가지 주요 형태의 가변성이 있습니다. 유전형 변이성은 유전자형의 변화와 연관되어 있으며 표현형의 변화로 이어집니다. 유전형 변이는 유성생식 중 수정 과정에서 발생하는 돌연변이(돌연변이 변이) 또는 새로운 유전자 조합에 기초할 수 있습니다. 돌연변이 형태의 변화는 주로 핵산 복제 중 오류와 관련이 있습니다. 따라서 새로운 유전 정보를 전달하는 새로운 유전자가 나타납니다. 새로운 징후가 나타납니다. 그리고 새로 등장한 특성이 특정 조건에서 유기체에 유용하다면 자연 선택에 의해 "선택"되고 "고정"됩니다. 따라서 환경 조건에 대한 유기체의 적응성, 유기체의 다양성은 유전적(유전자형) 다양성을 기반으로 하며 긍정적인 진화를 위한 전제 조건이 만들어집니다. 비 유전적 (수정) 가변성의 경우 표현형의 변화는 환경 요인의 영향으로 발생하며 유전자형의 변화와 관련이 없습니다. 변형(변형 가변성 중 특성의 변화)은 유전자형의 통제를 받는 반응 표준의 한계 내에서 발생합니다. 수정 사항은 다음 세대에 전달되지 않습니다. 변형 가변성의 중요성은 유기체가 일생 동안 환경 요인에 대한 적응성을 보장한다는 것입니다.

유기체의 개별 발달

모든 살아있는 유기체는 개별 발달 과정, 즉 개체 발생이 특징입니다. 전통적으로 개체 발생은 접합체 형성 순간부터 개체의 자연사에 이르기까지 다세포 유기체(성 생식의 결과로 형성됨)의 개별 발달 과정으로 이해됩니다. 접합체의 분열과 후속 세대의 세포로 인해 수많은 종류의 세포, 다양한 조직 및 기관으로 구성된 다세포 유기체가 형성됩니다. 유기체의 발달은 "유전 프로그램"(접합체 염색체의 유전자에 내장되어 있음)을 기반으로 하며 특정 환경 조건에서 수행됩니다. 이는 개체가 존재하는 동안 유전 정보를 구현하는 과정에 큰 영향을 미칩니다. 개인. 개인 발달의 초기 단계에서는 분자, 세포 및 기타 구조의 재생산과 분화로 인해 집중적인 성장(질량 및 크기의 증가)이 발생합니다. 구조의 차이와 기능의 복잡성의 출현. 개체 발생의 모든 단계에서 다양한 환경 요인(온도, 중력, 압력, 화학 원소 및 비타민 함량 측면의 식품 구성, 다양한 물리적 및 화학적 작용제)이 신체 발달에 중요한 규제 영향을 미칩니다. 동물과 인간의 개별 발달 과정에서 이러한 요소의 역할을 연구하는 것은 실제적으로 매우 중요하며, 자연에 대한 인위적 영향이 증가함에 따라 증가합니다. 생물학, 의학, 수의학 및 기타 과학의 다양한 분야에서 유기체의 정상 및 병리학적 발달 과정을 연구하고 개체 발생 패턴을 명확히 하기 위한 연구가 널리 수행됩니다.

과민성

유기체와 모든 생명체의 필수 속성은 과민성, 즉 외부 또는 내부 자극(충격)을 인식하고 이에 적절하게 반응하는 능력입니다. 유기체에서 과민성은 신진 대사의 변화로 표현되는 복잡한 변화를 동반합니다. 전위세포막, 세포질의 물리적 및 화학적 매개변수, 운동 반응 및 고도로 조직화된 동물은 행동 변화가 특징입니다.

4. 분자생물학의 중심교리- 자연에서 관찰된 유전정보의 구현을 위한 일반화 규칙: 정보는 다음에서 전송됩니다. 핵산에게 다람쥐, 그러나 반대 방향은 아닙니다. 규칙이 제정되었습니다. 프란시스 크릭 V 1958 년도까지 누적된 데이터와 일치하게 됩니다. 1970 년도. 유전정보의 전달 DNA에게 RNA그리고 RNA에서 다람쥐예외없이 모든 세포 유기체에 보편적이며 거대 분자의 생합성의 기초가됩니다. 게놈 복제는 정보 전이 DNA → DNA에 해당합니다. 자연에는 RNA → RNA 및 RNA → DNA(예: 일부 바이러스의 경우) 전환과 변화도 있습니다. 형태분자에서 분자로 전달되는 단백질.

생물학적 정보를 전송하는 보편적인 방법

살아있는 유기체에는 DNA, RNA 및 단백질과 같은 서로 다른 고분자 단량체로 구성된 세 가지 유형의 이질성이 있습니다. 정보는 3 x 3 = 9가지 방법으로 그들 사이에서 전송될 수 있습니다. 센트럴 도그마는 이러한 9가지 유형의 정보 전송을 세 그룹으로 나눕니다.

일반 - 대부분의 살아있는 유기체에서 발견됩니다.

특수 - 예외로 발견됨 바이러스그리고 에 모바일 게놈 요소아니면 생물학적 조건 하에서 실험;

알 수 없음 - 찾을 수 없습니다.

DNA 복제(DNA → DNA)

DNA는 생명체의 세대 간 정보를 전달하는 주요 수단이므로 DNA의 정확한 복제(복제)가 매우 중요합니다. 복제는 풀리는 단백질 복합체에 의해 수행됩니다. 염색질, 이중 나선. 그 후, DNA 중합효소와 관련 단백질은 두 사슬 각각에 동일한 복사본을 만듭니다.

전사(DNA → RNA)

전사는 DNA의 한 부분에 포함된 정보가 합성된 분자에 복사되는 생물학적 과정입니다. 메신저 RNA. 전사가 수행됩니다. 전사 인자그리고 RNA 폴리머라제. 안에 진핵세포 1차 전사물(pre-mRNA)은 종종 편집됩니다. 이 과정을 접합.

번역(RNA → 단백질)

성숙한 mRNA를 읽습니다. 리보솜방송 과정에서. 안에 원핵생물의세포에서는 전사와 번역 과정이 공간적으로 분리되지 않고 결합되어 있습니다. 안에 진핵생물의전사 세포 부위 세포핵방송 위치와 분리됨( 세포질) 핵막, 그래서 mRNA 핵에서 운반됨세포질에. mRNA는 리보솜에서 3개의 형태로 읽혀진다. 뉴클레오티드"단어". 단지 개시 요인그리고 신장 요인아미노아실화 전달 RNA 전달 mRNA-리보솜 복합체에.

5. 역전사이중 가닥을 형성하는 과정이다. DNA단일 가닥 매트릭스에서 RNA. 이 과정을 뒤집다전사는 유전 정보의 전달이 전사에 비해 "역"방향으로 발생하기 때문입니다.

역전사라는 아이디어는 모순되기 때문에 처음에는 매우 인기가 없었습니다. 분자생물학의 중심교리, 이는 DNA가 전사된 RNA와 그 이상 방송단백질로. 다음에서 발견됨 레트로바이러스, 예를 들어, HIV그리고 만약에 레트로트랜스포존.

변환(에서 위도 변환- 이동) - 전송 프로세스 박테리아 DNA한 셀에서 다른 셀로 박테리오파지. 일반 형질도입은 세균 유전학에서 다음과 같이 사용됩니다. 게놈 매핑그리고 디자인 균주. 온대 파지와 독성 파지 모두 형질도입이 가능하지만 후자는 박테리아 개체군을 파괴하므로 이들의 도움을 받은 형질도입은 효과가 없습니다. 매우 중요한자연에서도, 연구 중에도 마찬가지다.

벡터 DNA 분자는 운반체 역할을 하는 DNA 분자입니다. 운반체 분자는 다음과 같은 여러 가지 특징을 가지고 있어야 합니다.

숙주 세포(보통 박테리아 또는 효모)에서 자율적으로 복제하는 능력

선택적 마커의 존재

편리한 제한 사이트 이용 가능

박테리아 플라스미드는 가장 흔히 벡터로 작용합니다.