Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Дәріс 4.

Тақырыбы: Тірі жүйелердің ұйымдасу деңгейі туралы ұғым. Деңгейлер иерархиясы.

Мақсаты: Студенттерді тірі ағзалардың ұйымдасу деңгейлерімен таныстыру

Жоспары:

1. Тірі ағзалардың жүйелік ұйымдасуы

2. Тірі материяның ұйымдасу деңгейі туралы түсінік.

3. Молекулалы - генетикалық, онтогенездік, популяциялық - түрлік, биогеоценоздық деңгейлері.

 

Жүйелік ұйымдасу. XX ғасырдың бірінші жартысында жүйелердің жалпы теориясы жасалды. Оның негізгі авторы австрия биологы және философы Людвиг фон Берталанфи (1901-1972) болып табылады. Жүйелердің жалпы теориясына сәйкес табиғат пен қоғамның барлық нысандары жүйелер болып табылады. Жүйелер ғарьшггық, физикалық, техникалық, биологиялық, әлеуметтік, экономикалық т.б. болып келеді.Табиғат нысандарының барлық көптүрлілігін микроәлемге - атомдар мен олардың элементарлық бөлшектеріне, макроәлемге - молекулалардан бастап, құрылықтар мен мұхиттарға, және мегаәлемге - ғарыштық нысаңдар мен олардың жүйелік бірлестіктеріне бөлу қабылданған. Тірі жүйелер макроәлемге жатады.

Жүйе дегеніміз - бұл, белгілі бір қатынастармен байланысқан жэне белгілі бір композиция заңы бойынша өзара эрекеттесетін элементтердің жиьштығы. Құрылымдық және функционалдық катынастар мен өзара әрекеттердің барлығы жүйе ұйымын құрайды. Жүйенің ұйымы әдетте иерархиялық болады, яғни, бірнеше қосымша бағынышты деңгейлерден тұрады. Тірі нысандар — қарапайым жүйелер, олардың құрылымдық және функционалдық реттілігі, яғни, белгілі бір ұйымы мен иерархиясы болады.

Жүйелер теориялық түрле ашық немесе жабық болуы мүмкін - олардың сыртқы ортамен зат, энергия және ақпарат алмасуы үшін ашық немесе жабықтығына қарай бөлінеді. Биологиялық жүйелер барлық жалпы жүйелік сипаттарға жауап береді - құрылымдық, функционалдық, топологиялық т.б. Олар әдетте жақсы құрылымдалған, функциялық мамандандырылған, географиялық немесе экологиялық оқшауланған және күрделі көпдеңгейлік иерархиядан тұрады.

Тірі материяның ұйымдасу деңгейлері. Тұтастай алғанда тірі жүйелердің ұйымдасуының төрт деңгейін қарастыру қабылданған (1 кесте).

1 Кесте. Тірі жүйелердің ұйымдасу деңгейлері мен кіші деңгейлері (сатылары)

Деңгейлер Сатылар
Молекулалық-генетикалық   Органикалық молекула; Макромолекула, оның ішінде - гендер Макромолекулалық кешен, оның ішінде вирус; Жасуша органоиды
Онтогенездік Жасуша; Ұлпа; Мүше; Ағза
Популяциялық-түрлік Популяция; Түр
Биогеоценоздық Бірлестік; Биоценоз; Биогеоценоз; Биосфера

 

Тірі жүйелердің ұйымдастырылу, кұрылымдық-функционалдық деңгейлеріне қысқаша сипаттамасы.

Молекулалық – генетикалық деңгей - тіршілікке тән бастапқы ең қарапайым деңгей. Организм құрылысының күрделі немесе қарапайымдығына қарамай бәрі біркелкі молекулалық қосылыстардан тұрады. Мысалы: нуклеин қышқылдарының, нәруыздардың т.б. органикалық және бейорганикалық заттардың күрделі молекулалық жиынтығын атауға болады. Оларды кейде биологиялық макромолекулалы заттар деп атайды. Дегенмен де бұл деңгей толық қанды тіршіліктің пайда болуы ушін әлі жеткіліксіз. Макромолекулалар деп әдетте өте ірі, қарапайым полимерлік (қөпбуынды) молекулаларды атайды. Тірі ағзалардағы макромолекулаларды төрт түрге бөледі: көмірсулар, липидтер, нәруыздар мен нуклеин қышқылдары. Олар жасушаның химиялық негізін құрайды, бірак та кейбір көмірсулар мен нәруыздар әдетте тұздармен бірге жасуша аралық заттардың да құрамына кіреді (шеміршек, сүйектің негізгі заттары). Көмірсулар жәй моносахаридтер (глюкоза, лактоза сияқты) және күрделі - жүздеп және мындап қосылған моносахаридтерден құралған, полисахаридтер болады. Кейбір полисахаридтер тірек қызметін атқарады - ол өсімдіктерде целлюлоза (клетчатка), шаяндар, жэндіктер, саңыраукұлақтарда хитин. Бірақ негізінен көмірсулар энергия алу үшін отын ретінде пайдаланылады.

Липидтер, немесе май тәрізді заттар, глицериннің түрі өзгертілген молекуласына -«басына» бекітілген, көміртегі-сутегі бірліктерінен тұратын ұзын «құйрығы» болады. Құйрықтар суды ығыстырады (итереді) (гидрофобты), сондыктан да бір - біріне құйрықтарымен қарап тұратын липидті молекулалардың екі қабаты, су - және ионөткізбейтін үлбір -мембрананы құрайды. Мембраналардан жасушалар қабықшасы мен кейбір ішкі жасушалық органоидтар құрылады. Липидтер, көмірсулар сияқты, өзіне көп энергияны жинайды және отын ретінде пайдаланылады.

Нәруыздар - негізгі биополимерлер (күрделі органикалық қосылыстар), өйткені олар тіршіліктің негізгі қызметтерін атқарады. Нәруыз тізбегі - полипептид - мономерлердің көп санынан (50-100-500 жэне одан да көп) – аминқьппқылдарынан жинақталған. Амин қышқылдарының 20 түрлері болады, және олардың кезектестірілуі ретсіз (бірақ нәруыздың әрбір түрі үшін қатал белгілі бір түрде), сондыктан да нәруыздық тізбектердің мүмкіндіктері шексіз үлкен, сондықтан нәруыздарға әртүрлі қызметгерді атқаруға мүмкіндік береді.

Нуклеин қышқылдары (латынның nucleus - ядро деген сөзінен) алғаш рет жасушалық ядролардан бөлінген және ең күрделі макромолекулалар болып табылады. Нуклеин қышқылы дезоксирибонуклеин қышқылы - ДНҚ және рибонуклеин қышқылы — РНҚ болып екіге бөлінеді. ДНҚ -екі тізбекті полимер, РНҚ - бір тізбекті. Екі жағдайда да мономерлер тым ірі және күрделі молекулалар - нуклеотидтер болып табылады.

ДНҚ барлық жасушалық нәруыздардың құрылымы туралы ақпаратты сактайды, РНҚ жаңа нәруыздар синтезі сәтінде оның іске асырылуына мүмкіндік жасайды. Нәруыздың бір молекуласының құрылымын кодтайтын, ДНК фрагментін ген деп атайды. Макромолекулалар әдетте макромолекулярлық кешенге біріктіріледі, немесе, тіпті жасуша органоидтары (күрделі организмнің органдарымен ұқсастықтығы) деп аталатын ерекше құрылымдарға біріктіріледі. Типтік органоидтар рибосомалар - элементарлық кұ-рылымдар, олар нәруыз синтезін жүргізеді, микрофибриллдер - бұлшық ет жасушаларындағы қысқарылатын жіптер, митохондриялар - жасушалық энергияны өндірушілер, хромосомалар - ДНҚ, яғни гендердің сактаушылары болып табылады.

Макромолекулалар және олардың кешендері, тендер, жасушалы органоидтар тіршіліктің өзгеше қасиеттері үшін жауап береді - ол, тұқымқуалаушылық, синтездер, қозғалыс, энергетикалық алмасу және т.б., бірақ бұл қасиеттер де тұтастай жасушалар жүйесінде ғана көрінуі мүмкін. Тіршіліктің жасушадан тыс формалары болып есептелетін, вирустар да, жасушадан тыс көбеюге, нәруызды синтездеуге, энергияны сіңіруге қабілеті жоқ, накты макромолекулярлы кристалдар ретінде көрінеді. Сондықтан да кейбір ғалымдар вирустарды тіпті де тірі тіршілік деп есептемейді. Сөйтіп, жеке молекулярлы-генетикалық құрылымдар, толық тіршілік деп атауға болатын, күрделіліктің шектік толық деңгейін қамтамасыз ете алмайды.

Онтогенездік деңгей - бұл, бір жасушадан бастап (жұмыртқа жасушасы мен сперматозоидтың қосылып ұрықтанудан пайда болатын, зиготалар), көптеген мамаңдандырылған ұлпалар мен мүшелері бар көп жасушалы ересек тіршілік иесіне дейінгі, ағзаның жеке дамуы. Осы кіші деңгейлердің (сатылардың) бір онтогенездік деңгейге бірігуге қажеттілігінің екі себебі болып отыр. Біріншіден, зигота - жәй ғана қарапайым жасуша - дамудың бір жасушалы кезеңінде болса да, ағзаның өзі болып табылады. Екіншіден, табиғатта көпжасушалы ғана емес, бір жасушалы да жануарлар текті болсын, өсімдік тектегі болсын ағзалар кезедеседі - амеба, инфузория, эвглена, хлорелла т.б.

Бактериялар - өте ұсақ және ядросыз жасушалар (прокариотты) - әдетте колония болып тіршілік еткенмен, олар да өзбетінше ағзалар. Сөйтіп, «жасуша» және «ағза» түсініктері белгілі бір жағдайларда сәйкес келеді. Қорытындылай келе, осындай тұжырым жасауға болады: жасуша ең кішкене, яғни элементарлы тірі жүйе болып табылады, өйткені оған да тірі ағзаның барлық қасиеттері, тіршіліктің кұбылыстары сияқты қасиеттері тән болып келеді. Жасуша, көп жасушалы ағзалар сияқты қоректенуге, энергияны сіңіруге, заттарды синтездеуге, қозғалуға, тірікендіргіштерді сезінуге, көбеюге, бейімделуге т.б. қабілетті. Оған кұрылымдық дискреттіліктің жетерліктей жоғары дәрежесі - жасушалардың ішкі органоидтарға мүшеленуі, әсіресе жоғары сатылардағы, эукариотты жасушаларда айқын көрінетін - оқшауланған бөлшектері жағдай жасайды. Табиғатта жасушалық ұйымның екі типтерімен - прокариот жэне эукариоттің болуымен байланысқан, жасушалы деңгейдің (кіші деңгей) шешілмеген мәселелері бар. Прокариоттар (ядролыққа дейінгі) - бұл ұсақ (шамамен 1 мкм) жасушалар, олардың, эукароиттарға тән болып келетін, ядросы мен баска да органоидтары болмайды. Тұқымқуалаушылық зат -ДНҚ - цитоплазмада еркін жатады, ал баска да қызметтік блоктар да қабықшасыз кішкентай макромолекулалық кешендерден тұрады. Прокариоттарға барлық бактериялар мен көк-жасыл балдырлар жатады. Эукариоттар (нағыз ядромен) - ірі (10-50 жэне одан да жоғары мкм) жасушалар, онда ДНҚ хромосом түрінде ядрода бекітілген және көптеген жұмыс құрылымдары, ферменттер оқшауланған органоидтарда ұйымдастырылған. Ядро мен органоидтар үшін оқшаулау рөлін жасушалық беттің мембранасы сиякты сондай липидті - нәруыздық мембраналар атқарады. Эукариоттық ұйымға жататындар бір жасушалы қарапайымдылар (амеба, инфузория т.б.) және көп жасушальщ ағзалар - саңырауқүлақтар, өсімдіктер, жануарлар, оның ішінде адам жасушалары. Проблеманың мәні жасушалардың екі типтерінің мөлшерлік және тіпті құрылымдық айырмашылықтарында емес, эукариотты жасушалардың митохондрия мен хлоропластар сияқты кейбір органиодтардың, прокариоттарға бактериялар мен көк-жасыл балдырларға ұқсастығында болып отыр. Олардың өзінің ДНҚ, нәруыздарды синтездейтін аппараты (рибосомдар), энергиямен камтамасыз ететін жүйелері болады, сондықтан да жасушаның басқа құрылымдарынша, оның ішінде ядролық ДНҚ тәуелділігі аз болады. Осының негізінде, бір кездері дербес прокариотты жасушалардың симбиозы (өзара пайдалы бірлесу) негізінде эукариотты жасушалардың шығу тегі туралы симбиоздық гипотеза әзірленді. Бұл жағдайда, про- және эукариотты жасушалар тек күрделілік дәрежесі бойынша ғана емес, шығу тегі бойынша да әртүрлі - төменгі және жоғарғы -жасушалы деңгей ұйымының (кіші деңгейлеріне) сатыларына бөлінуі тиіс. Бұл мысал, тіршілікті ұйымдастыру деңгейлерінің келтірілген және жалпы қабылданған жүйесінің деңгейлер мен кіші деңгейлер (сатылар) арасындағы барлық күрделілікті айқындай алмайтынын көрсетеді. Кіші деңгейлердің (сатылардың) санын өсіруге де болады, өйткені жүйелердің иерархиялық күрделілігі шын мәнінде көп. Ұлпалар мен мүшелер жасуша мен ағзаның арасындағы негізгі аралық кіші деңгей (саты) болып табылады. Осы кіші деңгейлерді (сатыларды) тек көп жасушальщ жануарлар, өсімдіктер, саңырауқүлақтарда ғана белуге болады. Мысалы, адамда эпителъдік (жамылғы), бұлшық ет, жүйке және дәнекер (борпылдақ, тьпыз, шеміршекті, сүйекті, қан жэне лимфа) ұлпаларға бөлінеді. Ұлпалар жасушалардан және жасуша аралық байланыстыратын заттардан тұрады. Мүшелер әртүрлі ұлпалардан тұрады. Мысалы, жүректе негізгі бұлшық ет ұлпасынан басқа, борпылдақ дәнекер, қан, жүйке элементтерінен және эпительдік қабықшадан құралады. Бас миында жүйке жасушаларымен қатар, оларды қоректендіретін қан тамырлары, арнаулы эпителий төселген қарыншалардан тұрады. Көптеген мүшелер, мүшелер жүйесіне (асқазан, қантамырлары т.б.) біріктірілген. Ақырында, көп жасушалы ағзалар, жеке жасуша сиякты, биологиялық ұйымның аякталған және тұрақты деңгейі болып табылады. Ағза, немесе дарақ, өз бетінше өмір сүруге, көбеюге жэне дамуға қабілетті.

Популяциялық – түрлік деңгей. Түр - еркін будандасуға және өсімталдық ұрпақ беруге қабілетті, морфологиялық, физиологиялық, генетикалық, экология-географиялық белгілері бойынша тұқым қуалаушылық ұқсастыққа ие, дарактардың (ағзалардың) жиынтығы ретінде анықталатын, маңызды биологиялық категория. Карл Линнейдің уақытынан бастап (18 ғасырдағы үлы швед натуралисі) биологиялық түрлер латын тілінде қос атаумен белгіленеді - бірінші сөзі туыстықты белгілейді, екіншісі - түрді. Мысалы, Phaseolus vulgaris - кәдімгі үрме бұршақ, Passer domesticus - кәдімгі торғай, Homo sapiens -ақылды адам. Түрді аныктаудағы бастысы (оның басты критерийі) — дарақтарының будандасу қабілеттілігі, және, одан да маңыздысы - өсімталдық ұрпақ қалдыру қабілеті.

Жабайылық жағдайда әртүрлі түрлердің дарактары будандастырылмайды. Жасанда жағдайда жылқы мен есекті будандастыруға болады, бірақ олардың ұрпағы - қашыр -ұрпақ бермейді. Өйткені, жылқы мен есек - әртүрлі түрлер. Жерде әрбір түр белгілі бір ареалды (таралу аймағы) алады - аумақ немесе акватиорияны (түрдің экологиялық-географиялық критерийі). Мысалы, амур жолбарысы үшін Манчжур тайгасы сияқты. Ондай түрлерді эндемикалық немесе эндемиктер деп атайды. Басқа да жағдайларда түр барлық жер шарына таралып кетеді-космополит-түрлер. Кей жағдайларда жиірек түр ареалы үзік-үзік болады, түр жеке топтар -популяциялар болып тіршілік етеді.

Популяция - белгілі бір ареалда (таралу аймағында) ұзақ уақыт мекендейтін және еркін будандастырылуға қабілетті бір түр дараларының кейбір оқшауланған жиынтығы. Ареалдан басқа популяцияның және де белгілі бір экологиялық орны болады. Егер ареал - бұл популяцияның мекені болса, онда оның тіршілік бейнесі: тамағының құрамы, жаулары, су режимі, орман ярустары т.б. Бірақ та биологиялық түрлердің эволюциясы мен ұрпақ қалдыру бірлігі ретіндегі популяцияньщ басты қасиеті -оньщ дарақтарының еркін будандастыруға қол жетімділігі, яғни, ата-ана гендерінің еркін комбинаторикасы. Популяцияның генетикалық құрылымының бірте-бірте өзгеруі жаңа түрлерді туғызады. Сондықтан да популяция мен түр арасындағы шек қою кейде қиын да, сол себепті бүл категориялар ұйымның бір деңгейінің аясында қарастырылады.

Биогеоценоздық деңгей. Бұл деңгейде экологиялық жүйелер қарастырылады: бірлестік, биогеоценоз, биосфера. Бірлестік - белгілі бір аумақта әртүрлі түрлер популяцияларының жиынтығы. Әдетте мамандар (ботаниктер, зоологтар, микробиологтар) бірлестікте белгілі бір категориялар нысандарын бөліп көрсетеді: өсімдік қауымдастығы - фитоценоз, жануарлар қауымдастығы - зооценоз, микроорганизмдер қауымдастығы - микробоценоз. Онда, ареалда жеке популяция түрінде көрінетін, әртүрлі түрлердің бірлесе мекен ететін барлық бірлестіктердің жиынтығы - биоценоз. Бірлестіктегі немесе биоценоздағы әртүрлі түрлердің популяциялары, тамақ пен ярустарды бөлу, алмасу өнімдерін өзара пайдалану негізінде, жыртқыш-құрбан, паразит^иесі қатысында т.б. тығыз өзара әрекеттеседі. Кез келген тірі бірлестік, барлық биоценоз сыртқы ортаның белгілі бір жағдайында тіршілік етуге қабілетті. Жерүсті бірлестігі үшін ол - белгілі типтегі топырақ, температура, ьілғалдық, жарықтық; судағылар үшін - минералдық құрам, тұздылық және судың аэрациясы, сол температура, жарықтығы, тереңдік, ағыс т.б. Бірлестіктің мекен ету ортасының осы өлі (абиотикалық) факторларының жиынтығы биотип ретінде белгіленеді (сөзбе сөз мағынасы - тіршілік ету орны). Қазіргі заманғы экологияны жалпьшаудьщ ең маңыздылығы, өлі орта мен оны мекендейтін биоценоз заттар мен энергиямен алмасады, тығыз өзара эрекетте болатындығынан тұрады, сондықтан биотоп жэне биоценоз біріңғай жүйеге -биогеоценозға біріктіріледі. Биогеоценоздар - бүл, табиғи экожүйелер: орман, дала, батпақ, көл, өзен, теңіз т.б. Бірақ адам жасанды экожүйені қолдан жасай алады — олар, агроценоздар (ауыл шаруашыльщ плантациялары, құс фабрикалары, мал шаруашылығы фермалары т.б.), аквариумдар мен балық өсіретін тоғандар, микробтар, балдырлар, моллюска-сүзгіштер, арнаулы іріктелген микробтар бірлестіктерімен тазарту имараттары, тіпті де бірегей ішкі климатымен, биологияльщ тепе-теңдікпен ғарьшпъщ стансалар. Жердегі ең жоғары экологияльщ жүйе бір-бірімен өзара байланысып биосфераны құрайды -ол, жер бетінің тіршілік таралған жұка қабығы. Биосфера туралы ілімнің негізін қалаушы үлы орыс натуралисі жэне философы В.И.Вернадский (1863-1945). Бұл ілімнің және Вернадский жасаған биохимия ғылымының негізгі түйіні, біздің ғаламшардағы тірі және өлі әлем біртұтас, ағзалар мен орта компоненттері зат пен энергия алмасумен (айналым) байланысқан деген ойдан тұрады.

 




Дата добавления: 2015-09-12; просмотров: 302 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

Биологияға кіріспе» пәнінің мақсаты | ПРЕРЕКВИЗИТТЕР ТІЗІМІ | Күнтізбелік-тақырыптық жоспар. | Педагогикалық пәндер» кафедрасы | Пән мазмұны | Семинарлық, практикалық сабақтар | Дәріс 1. | Дәріс 2. | Тақырыбы: Жалпы генетика және молекулалық биология | Тақырыбы: Тіршілік ұйымдасуының популяциялық–түрлік деңгейі. |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2025 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав