Funktioner i den biologiska nivån av organisering av materia presentation. Presentation: Kvalitativa egenskaper hos levande materia Nivåer av organisering av levande varelser. Darwins evolutionsteori

Bild 3

Bild 4

STEDER I BIOLOGISK UTVECKLING

• period av systematik – naturalistisk biologi;
• evolutionär period – fysikalisk och kemisk biologi;
• Mikrovärldens biologiperiod är evolutionär biologi.

Bild 5

Naturalistisk biologi

Aristoteles:

Han delade in djurriket i två grupper: de med blod och de utan blod.

Människan är ovanpå bloddjur (antropocentrism).

K. Linné:

• utvecklat en harmonisk hierarki av alla djur och växter (arter - släkte - ordning - klass),
• introducerade exakt terminologi för att beskriva växter och djur.

Bild 6

Fysikalisk-kemisk biologi

Förstå mekanismerna för fenomen och processer som uppstår på olika nivåer av liv och levande organismer.

Nya teorier har dykt upp:

• cellteori,
• cytologi,
• genetik,
• biokemi,
• biofysik.

Bild 7

Evolutionsbiologi

• Frågan om livets ursprung och väsen.
• J. B. Lamarck föreslog den första evolutionsteorin 1809.
• J. Cuvier - teorin om katastrofer.
• Charles Darwins evolutionsteori 1859
• Modern (syntetisk) evolutionsteori (representerar en syntes av genetik och darwinism).

Bild 8

Darwins evolutionsteori

• variabilitet
• ärftlighet
• naturligt urval

Bild 9

Strukturella nivåer av livsorganisation

• Cellnivå
• Befolknings-artnivå
• Biokenotisk nivå
• Biogeocenotisk nivå
• Biosfärnivå

Bild 10

Molekylär genetisk nivå

• Funktionsnivån för biopolymerer (proteiner, nukleinsyror, polysackarider) etc., som ligger till grund för organismers livsprocesser.
• Elementär strukturell enhet - gen
• Bäraren av ärftlig information är DNA-molekylen.

Bild 11

Mål: studie av mekanismerna för överföring av genetisk information, ärftlighet och variation, studie av evolutionära processer, livets ursprung och väsen.

Bild 12

• Makromolekyler är gigantiska polymermolekyler byggda av många monomerer.
• Polymerer: polysackarider, proteiner och nukleinsyror.
• Monomerer för dem är monosackarider, aminosyror och nukleotider.

Bild 13

• Polysackarider (stärkelse, glykogen, cellulosa) är energikällor och byggmaterial för syntes av större molekyler.
• Proteiner och nukleinsyror är "informations"-molekyler.

Bild 14

Ekorrar

• Makromolekyler som är mycket långa kedjor av aminosyror.
• De flesta proteiner utför funktionen av katalysatorer (enzymer).
• Proteiner spelar rollen som bärare.

Bild 15

Nukleinsyror

• Komplexa organiska föreningar som är fosforhaltiga biopolymerer (polynukleotider).
• Typer: Deoxiribonukleinsyra (DNA) och ribonukleinsyra (RNA).
• En organisms genetiska information lagras i DNA-molekyler.
• De har egenskapen molekylär dissymmetri (asymmetri), eller molekylär kiralitet - de är optiskt aktiva.

Bild 16

• DNA består av två strängar tvinnade till en dubbelspiral.
• RNA innehåller 4-6 tusen enskilda nukleotider, DNA - 10-25 tusen.
• En gen är en del av en DNA- eller RNA-molekyl.

Bild 17

Cellnivå

• På denna nivå sker rumslig avgränsning och ordning av livsprocesser på grund av funktionsfördelningen mellan specifika strukturer.
• Den grundläggande strukturella och funktionella enheten för alla levande organismer är cellen.
• Livets historia på vår planet började från denna nivå av organisation.

Bild 18

En cell är ett naturligt korn av liv, precis som en atom är ett naturligt korn av oorganiserad materia Teilhard de Chardin

Bild 19

• En cell är ett elementärt biologiskt system med förmåga till självförnyelse, självreproduktion och utveckling.
• Vetenskapen som studerar levande celler kallas cytologi.
• Cellen beskrevs första gången av R. Hooke 1665.

Bild 20

• Alla levande organismer består av celler och deras metaboliska produkter.
• Nya celler bildas genom att dela redan existerande celler.
• Alla celler är lika i kemisk sammansättning och metabolism.
• Organismens aktivitet som helhet består av aktiviteten och interaktionen mellan enskilda celler.

Bild 21

På 1830-talet. Cellkärnan upptäcktes och beskrevs.

Alla celler består av:

• plasmamembranet, som styr övergången av ämnen från miljön till cellen och tillbaka;
• cytoplasma med en varierad struktur;
• cellkärnan, som innehåller genetisk information.

Bild 22

Strukturen hos en djurcell

Bild 23

• Celler kan existera som oberoende organismer eller som en del av flercelliga organismer.
• En levande organism bildas av miljarder olika celler (upp till 1015).
• Cellerna i alla levande organismer är lika i kemisk sammansättning.

Bild 24

Beroende på celltyp delas alla organismer in i två grupper:

1) prokaryoter - celler som saknar en kärna, såsom bakterier;

2) eukaryoter - celler som innehåller kärnor, såsom protozoer, svampar, växter och djur.

Bild 25

Ontogenetisk (organism) nivå

• En organism är ett integrerat encelligt eller flercelligt levande system som kan existera oberoende.
• Ontogenes är processen för individuell utveckling av en organism från födsel till död, processen att förverkliga ärftlig information.

Bild 26

• Fysiologi är vetenskapen om hur flercelliga levande organismer fungerar och utvecklas.
• Ontogeniprocessen beskrivs utifrån den biogenetiska lagen formulerad av E. Haeckel.

Bild 27

En organism är ett stabilt system av inre organ och vävnader som finns i den yttre miljön.

Bild 28

Befolknings-artnivå

• Det börjar med studiet av förhållandet och interaktionen mellan uppsättningar av individer av samma art som har en enda genpool och ockuperar ett enda territorium.
• Grundenheten är befolkningen.

Bild 29

Populationsnivån sträcker sig bortom den individuella organismen och kallas därför för den supraorganismala organisationsnivån.

Bild 30

• En population är en samling individer av samma art som ockuperar ett visst territorium, reproducerar sig under en lång tidsperiod och har en gemensam genetisk pool.
• En art är en samling individer som liknar struktur och fysiologiska egenskaper, har ett gemensamt ursprung och som fritt kan föröka sig och producera fertil avkomma.

Biogeocenos, eller ekologiskt system (ekosystem) är en uppsättning biotiska och abiotiska element sammankopplade genom utbyte av materia, energi och information, inom vilka cirkulationen av ämnen i naturen kan ske.

Bild 35

Biogeocenosis är ett integrerat självreglerande system som består av:

• producenter (tillverkare) som direkt bearbetar icke-levande material (alger, växter, mikroorganismer);
• första ordningens konsumenter - materia och energi erhålls genom användning av producenter (växtätare);
• andra ordningens konsumenter (rovdjur, etc.);
• asätare (saprofyter och saprofager), livnär sig på döda djur;
• nedbrytare är en grupp bakterier och svampar som bryter ner resterna av organiskt material.

Bild 36

Biosfärnivå

• Den högsta nivån av organisering av livet, som täcker alla livsfenomen på vår planet.
• Biosfären är planetens levande materia (totaliteten av alla levande organismer på planeten, inklusive människor) och miljön som omvandlas av den.

Bild 37

• Biosfären är ett enda ekologiskt system.
• Att studera hur detta system fungerar, dess struktur och funktioner är biologins viktigaste uppgift.
• Ekologi, biocenologi och biogeokemi studerar dessa problem.

Bild 38

Varje nivå av organisering av levande materia har sina egna specifika egenskaper, därför är en viss nivå ledande i all biologisk forskning.

Visa alla bilder

Federal Agency for Health and Social Affairs

Biologisk test

Kvalitativa egenskaper hos levande materia. Nivåer av organisering av levande varelser.

Cellens kemiska sammansättning (proteiner, deras struktur och funktioner)

Slutförd av en student

1:a årskurs 195 grupp

korrespondensavdelning

Farmaceutiska fakulteten

Tjeljabinsk 2009

Kvalitativa egenskaper hos levande materia. Nivåer av organisering av levande varelser

Varje levande system, oavsett hur komplext det är organiserat, består av biologiska makromolekyler: nukleinsyror, proteiner, polysackarider, såväl som andra viktiga organiska ämnen. Från denna nivå börjar olika vitala processer i kroppen: metabolism och energiomvandling, överföring av ärftlig information, etc.

Cellerna i flercelliga organismer bildar vävnader - system av celler som liknar struktur och funktion och intercellulära ämnen associerade med dem. Vävnader är integrerade i större funktionella enheter som kallas organ. Inre organ är karakteristiska för djur; här är de en del av organsystem (respiratoriska, nervösa, etc.). Till exempel matsmältningssystemet: munhålan, svalget, matstrupen, magen, tolvfingertarmen, tunntarmen, kolon, anus. Sådan specialisering förbättrar å ena sidan kroppens funktion som helhet och kräver å andra sidan en ökad grad av koordination och integration av olika vävnader och organ.

Cellen är en strukturell och funktionell enhet, såväl som en utvecklingsenhet för alla levande organismer som lever på jorden. På cellnivå är överföring av information och omvandling av ämnen och energi kopplade.

Den elementära enheten på organismnivån är individen, som i utvecklingen - från ursprungsögonblicket till slutet av tillvaron - betraktas som ett levande system. Organsystem uppstår som är specialiserade för att utföra olika funktioner.

En uppsättning organismer av samma art, förenade av en gemensam livsmiljö, där en population skapas - ett supraorganismsystem. I detta system utförs elementära evolutionära transformationer.

Biogeocenosis är en samling av organismer av olika arter och varierande komplexitet i organisationen med miljöfaktorer. I processen med gemensam historisk utveckling av organismer av olika systematiska grupper bildas dynamiska, stabila samhällen.

Biosfären är helheten av alla biogeocenoser, ett system som täcker alla livsfenomen på vår planet. På denna nivå sker cirkulationen av ämnen och omvandlingen av energi i samband med den vitala aktiviteten hos alla levande organismer.

Tabell 1. Organiseringsnivåer för levande materia

Molekyl

Den initiala nivån av organisering av levande varelser. Ämnet för forskning är molekyler av nukleinsyror, proteiner, kolhydrater, lipider och andra biologiska molekyler, d.v.s. molekyler som finns i cellen. Varje levande system, oavsett hur komplext det är organiserat, består av biologiska makromolekyler: nukleinsyror, proteiner, polysackarider, såväl som andra viktiga organiska ämnen. Från denna nivå börjar olika vitala processer i kroppen: metabolism och energiomvandling, överföring av ärftlig information, etc.

Cellulär

Studiet av celler som fungerar som oberoende organismer (bakterier, protozoer och vissa andra organismer) och celler som utgör flercelliga organismer.

Tyg

Celler som har ett gemensamt ursprung och utför liknande funktioner bildar vävnader. Det finns flera typer av djur- och växtvävnader med olika egenskaper.

Organ

I organismer, från och med coelenteraten, bildas organ (organsystem), ofta från vävnader av olika slag.

Organisk

Denna nivå representeras av encelliga och flercelliga organismer.

Populationsarter

Organismer av samma art som lever tillsammans i vissa områden utgör en population. Nu på jorden finns det cirka 500 tusen arter av växter och cirka 1,5 miljoner arter av djur.

Biogeocenotisk

Det representeras av en samling organismer av olika arter, beroende på varandra i en eller annan grad.

Biosfär

Den högsta formen av organisering av levande varelser. Inkluderar alla biogeocenoser associerade med allmän metabolism och energiomvandling.

Var och en av dessa nivåer är ganska specifik, har sina egna mönster, sina egna forskningsmetoder. Det är till och med möjligt att peka ut vetenskaper som bedriver sin forskning på en viss nivå av organisering av levande varelser. Till exempel på molekylär nivå studeras levande varelser av sådana vetenskaper som molekylärbiologi, bioorganisk kemi, biologisk termodynamik, molekylär genetik, etc. Även om nivåerna av organisering av levande saker skiljer sig åt, är de nära sammankopplade och flyter från varandra, vilket talar om den levande naturens integritet.

Cellmembranet. Ytapparat av cellen, dess huvuddelar, deras syfte

En levande cell är en grundläggande partikel av strukturen av levande materia. Det är det enklaste systemet som har alla egenskaper hos levande varelser, inklusive förmågan att överföra genetisk information. Cellteorin skapades av de tyska forskarna Theodor Schwann och Matthias Schleiden. Dess huvudposition är påståendet att alla växt- och djurorganismer består av celler som liknar strukturen. Forskning inom cytologiområdet har visat att alla celler bedriver ämnesomsättning, är kapabla till självreglering och kan överföra ärftlig information. Varje cells livscykel slutar antingen genom delning och fortsättning av livet i en förnyad form, eller genom döden. Samtidigt visade det sig att celler är väldigt olika, de kan existera som encelliga organismer eller som en del av flercelliga. Cellernas livslängd får inte överstiga flera dagar eller kan sammanfalla med organismens livslängd. Cellstorlekar varierar mycket: från 0,001 till 10 cm Celler bildar vävnader, flera typer av vävnader - organ, grupper av organ som är förknippade med att lösa några vanliga problem kallas kroppssystem. Celler har en komplex struktur. Den är skild från den yttre miljön av ett skal, som, löst och löst, säkerställer cellens interaktion med omvärlden, utbyte av materia, energi och information med den. Cellmetabolism fungerar som grunden för en annan av deras viktigaste egenskaper - att upprätthålla stabilitet och stabilitet i förhållandena i cellens inre miljö. Denna egenskap hos celler, som är inneboende i hela det levande systemet, kallas homeostas. Homeostas, det vill säga konstanten i cellens sammansättning, upprätthålls av metabolism, det vill säga metabolism. Metabolism är en komplex process i flera steg, inklusive leverans av råmaterial till cellen, produktion av energi och proteiner från dem, och avlägsnande av producerade användbara produkter, energi och avfall från cellen till miljön.

Cellmembranet är cellmembranet som utför följande funktioner:

separation av cellinnehåll och yttre miljö;

reglering av ämnesomsättningen mellan cellen och miljön;

platsen för vissa biokemiska reaktioner (inklusive fotosyntes, oxidativ fosforylering);

associering av celler till vävnader.

Membranen är indelade i plasmatiska (cellmembran) och externa. Den viktigaste egenskapen hos plasmamembranet är semipermeabilitet, det vill säga förmågan att tillåta endast vissa ämnen att passera igenom. Glukos, aminosyror, fettsyror och joner diffunderar långsamt genom den, och själva membranen kan aktivt reglera diffusionsprocessen.

Enligt moderna data är plasmamembran lipoproteinstrukturer. Lipider bildar spontant ett dubbelskikt och membranproteiner "flyter" i det. Membran innehåller flera tusen olika proteiner: strukturella, transportörer, enzymer och andra. Det antas att det finns porer mellan proteinmolekyler genom vilka hydrofila ämnen kan passera (lipiddubbelskiktet förhindrar deras direkta penetration in i cellen). Vissa molekyler på membranytan har glykosylgrupper fästa vid dem, som är involverade i processen för celligenkänning under vävnadsbildning.

Olika typer av membran skiljer sig åt i sin tjocklek (vanligtvis varierar det från 5 till 10 nm). Konsistensen av lipiddubbelskiktet liknar olivolja. Beroende på yttre förhållanden (kolesterol är regulatorn) kan strukturen på dubbelskiktet förändras så att det blir mer flytande (membranaktiviteten beror på detta).

Ett viktigt problem är transporten av ämnen över plasmamembran. Det är nödvändigt för leverans av näringsämnen in i cellen, avlägsnande av giftigt avfall och skapandet av gradienter för att upprätthålla nerv- och muskelaktivitet. Följande mekanismer finns för transport av ämnen över membranet:

diffusion (gaser, fettlösliga molekyler penetrerar direkt genom plasmamembranet); med underlättad diffusion passerar ett vattenlösligt ämne genom membranet genom en speciell kanal skapad av en specifik molekyl;

osmos (diffusion av vatten genom semipermeabla membran);

aktiv transport (överföring av molekyler från ett område med lägre koncentration till ett område med högre koncentration, till exempel genom speciella transportproteiner, kräver ATP-energi);

under endocytos bildar membranet invaginationer, som sedan omvandlas till vesikler eller vakuoler. Det finns fagocytos - absorptionen av fasta partiklar (till exempel av blodleukocyter) - och pinocytos - absorptionen av vätskor;

exocytos är den omvända processen av endocytos; Osmälta rester av fasta partiklar och flytande sekret avlägsnas från cellerna.

Supramembranstrukturer kan vara belägna ovanför cellens plasmamembran. Deras struktur är en våtklassificeringsfunktion. Hos djur är detta glykokalyxen (protein-kolhydratkomplex), hos växter, svampar och bakterier är det cellväggen. Cellväggen hos växter inkluderar cellulosa, svampar - kitin, bakterier - protein-polysackaridkomplexet murein.

Grunden för cellyteapparaten (SAC) är det yttre cellmembranet, eller plasmalemma. Förutom plasmamembranet har PAA ett supramembrankomplex och i eukaryoter finns även ett submembrankomplex.

De huvudsakliga biokemiska komponenterna i plasmalemma (från det grekiska plasma - bildning och lemma - skal, skorpa) är lipider och proteiner. Deras kvantitativa förhållande i de flesta eukaryoter är 1: 1, och i prokaryoter dominerar proteiner i plasmalemma. En liten mängd kolhydrater finns i det yttre cellmembranet och fettliknande föreningar kan hittas (hos däggdjur - kolesterol, fettlösliga vitaminer).

Cellytapparatens supramembrankomplex kännetecknas av en mängd olika strukturer. Hos prokaryoter representeras supramembrankomplexet i de flesta fall av en cellvägg av varierande tjocklek, vars grund är det komplexa glykoproteinet murein (i arkebakterier - pseudomurein). I ett antal eubakterier består den yttre delen av supramembrankomplexet av ett annat membran med hög halt av lipopolysackarider. I eukaryoter är den universella komponenten i supramembrankomplexet kolhydrater - komponenter av glykolipider och glykoproteiner i plasmalemma. På grund av detta kallades det ursprungligen glycocalyx (från det grekiska glykos - söt, kolhydrat och lat. callum - tjock hud, skal). Förutom kolhydrater innehåller glykokalyxen perifera proteiner ovanför bilipidskiktet. Mer komplexa varianter av supramembrankomplexet finns i växter (cellvägg gjord av cellulosa), svampar och leddjur (yttre täckning gjord av kitin).

Submembranet (från det latinska sub-under) komplexet är karakteristiskt endast för eukaryota celler. Den består av en mängd olika proteintrådliknande strukturer: tunna fibriller (från latinets fibrilla - fiber, tråd), mikrofibriller (från grekiska mikron - små), skelettfibriller (från det grekiska skelettet - torkade) fibriller och mikrotubuli. De är förbundna med varandra genom proteiner och bildar cellens muskuloskeletala apparat. Submembrankomplexet interagerar med plasmalemmaproteiner, som i sin tur är associerade med supramembrankomplexet. Som ett resultat är PAK ett strukturellt integrerat system. Detta gör att den kan utföra viktiga funktioner för cellen: isolering, transport, katalytisk, receptorsignalering och kontakt.

Cellens kemiska sammansättning (proteiner, deras struktur och funktioner)

Kemiska processer som sker i en cell är en av de viktigaste förutsättningarna för dess liv, utveckling och funktion.

SIDBRYTNING--

Alla celler av växt- och djurorganismer, såväl som mikroorganismer, är lika i kemisk sammansättning, vilket indikerar enheten i den organiska världen.

Av de 109 elementen i Mendeleevs periodiska system återfanns en betydande majoritet i celler. Vissa grundämnen finns i celler i relativt stora mängder, andra i små mängder (tabell 2).

Tabell 2. Innehåll av kemiska grundämnen i cellen

Element

Kvantitet (i%)

Element

Kvantitet (i%)

Syre

I första hand bland cellens substanser är vatten. Den utgör nästan 80 % av cellmassan. Vatten är den viktigaste beståndsdelen i cellen, inte bara i kvantitet. Det spelar en betydande och mångsidig roll i cellens liv.

Vatten bestämmer cellens fysiska egenskaper - dess volym, elasticitet. Vatten är av stor betydelse för bildandet av strukturen hos molekyler av organiska ämnen, särskilt strukturen av proteiner, som är nödvändig för att utföra deras funktioner. Betydelsen av vatten som lösningsmedel är stor: många ämnen kommer in i cellen från den yttre miljön i en vattenlösning och i en vattenlösning avlägsnas avfallsprodukter från cellen. Slutligen är vatten en direkt deltagare i många kemiska reaktioner (nedbrytning av proteiner, kolhydrater, fetter, etc.).

Vattens biologiska roll bestäms av särdragen i dess molekylära struktur och polariteten hos dess molekyler.

Förutom vatten innehåller cellens oorganiska ämnen även salter. För vitala processer är de viktigaste katjonerna som ingår i salterna K+, Na+, Ca2+, Mg2+ och de viktigaste anjonerna är HPO4-, H2PO4-, Cl-, HCO3-.

Koncentrationen av katjoner och anjoner i cellen och i dess livsmiljö är som regel kraftigt annorlunda. Medan cellen är vid liv bibehålls förhållandet mellan joner inuti och utanför cellen. Efter celldöd utjämnas snabbt jonhalten i cellen och i miljön. Jonerna som finns i cellen är av stor betydelse för cellens normala funktion, såväl som för att upprätthålla en konstant reaktion i cellen. Trots det faktum att syror och alkalier kontinuerligt bildas i livets process, är cellens normala reaktion något alkalisk, nästan neutral.

Oorganiska ämnen finns i cellen inte bara i löst tillstånd, utan också i fast tillstånd. I synnerhet tillhandahålls styrkan och hårdheten hos benvävnad av kalciumfosfat och blötdjursskal av kalciumkarbonat.

Organiska ämnen utgör cirka 20 - 30 % av cellsammansättningen.

Biopolymerer inkluderar kolhydrater och proteiner. Kolhydrater innehåller kol, syre och väteatomer. Det finns enkla och komplexa kolhydrater. Enkel - monosackarider. Komplexa - polymerer vars monomerer är monosackarider (oligosackarider och polysackarider). När antalet monomerenheter ökar minskar polysackaridernas löslighet och den söta smaken försvinner.

Monosackarider är fasta, färglösa kristallina ämnen som är mycket lösliga i vatten och mycket dåligt (eller inte alls) lösliga i organiska lösningsmedel. Monosackarider inkluderar trioser, tetroser, pentoser och hexoser. Bland oligosackariderna är de vanligaste disackarider (maltos, laktos, sackaros). Polysackarider finns oftast i naturen (cellulosa, stärkelse, kitin, glykogen). Deras monomerer är glukosmolekyler. De löser sig delvis i vatten, sväller för att bilda kolloidala lösningar.

Lipider är vattenolösliga fetter och fettliknande ämnen som består av glycerol och högmolekylära fettsyror. Fetter är estrar av trevärd alkoholglycerol och högre fettsyror. Animaliska fetter finns i mjölk, kött och subkutan vävnad. I växter - i frön och frukter. Förutom fetter innehåller cellerna även deras derivat - steroider (kolesterol, hormoner och fettlösliga vitaminer A, D, K, E, F).

Lipider är:

strukturella element av cellmembran och cellulära organeller;

energimaterial (1 g fett, när det oxideras, frigör 39 kJ energi);

reservämnen;

utföra en skyddande funktion (hos marina och polära djur);

påverka nervsystemets funktion;

en vattenkälla för kroppen (1 kg, när det oxideras, ger 1,1 kg vatten).

Nukleinsyror. Namnet "nukleinsyror" kommer från det latinska ordet "kärna", dvs. kärna: De upptäcktes först i cellkärnor. Den biologiska betydelsen av nukleinsyror är mycket stor. De spelar en central roll för att lagra och överföra cellens ärftliga egenskaper, varför de ofta kallas ärftliga substanser. Nukleinsyror säkerställer syntesen av proteiner i cellen, precis som i modercellen och överföringen av ärftlig information. Det finns två typer av nukleinsyror - deoxiribonukleinsyra (DNA) och ribonukleinsyra (RNA).

DNA-molekylen består av två spiralformigt tvinnade strängar. DNA är en polymer vars monomerer är nukleotider. Nukleotider är föreningar som består av en molekyl av fosforsyra, kolhydraten deoxiribos och en kvävebas. DNA har fyra typer av kvävehaltiga baser: adenin (A), guanin (G), cytosin (C), tymin (T). Varje DNA-sträng är en polynukleotid som består av flera tiotusentals nukleotider. DNA-dubblering – reduplikation – säkerställer överföringen av ärftlig information från modercellen till dottercellerna.

RNA är en polymer som i struktur liknar en DNA-sträng, men mindre i storlek. RNA-monomerer är nukleotider som består av fosforsyra, kolhydraten ribos och en kvävebas. Istället för tymin innehåller RNA uracil. Tre typer av RNA är kända: budbärar-RNA (i-RNA) - överför information om ett proteins struktur från en DNA-molekyl; transport (t-RNA) - transporterar aminosyror till platsen för proteinsyntes; ribosomalt (r-RNA) - finns i ribosomer, involverat i att upprätthålla ribosomens struktur.

En mycket viktig roll i cellens bioenergetik spelas av adenylnukleotiden, till vilken två fosforsyrarester är fästa. Detta ämne kallas adenosintrifosforsyra (ATP). ATP är en universell biologisk energiackumulator: solens ljusenergi och energin i maten som konsumeras lagras i ATP-molekyler. ATP är en instabil struktur, när ATP omvandlas till ADP (adenosin difosfat) frigörs 40 kJ energi. ATP produceras i mitokondrierna i djurceller och under fotosyntesen i växtkloroplaster. ATP-energi används för att utföra kemisk (syntes av proteiner, fetter, kolhydrater, nukleinsyror), mekaniskt (rörelse, muskelarbete), omvandling till elektrisk eller lätt (urladdningar av elektriska stingrockor, ål, insektsglöd) energi.

Proteiner är icke-periodiska polymerer vars monomerer är aminosyror. Alla proteiner innehåller atomer av kol, väte, syre och kväve. Många proteiner innehåller också svavelatomer. Det finns proteiner som också innehåller metallatomer - järn, zink, koppar. Närvaron av sura och basiska grupper bestämmer aminosyrornas höga reaktivitet. Från aminogruppen i en aminosyra och karboxyl i en annan frigörs en vattenmolekyl, och de frigjorda elektronerna bildar en peptidbindning: CO-NN (den upptäcktes 1888 av professor A.Ya. Danilevsky), varför proteiner kallas polypeptider. Proteinmolekyler är makromolekyler. Det finns många kända aminosyror. Men bara 20 aminosyror är kända som monomerer av alla naturliga proteiner - djur, växter, mikrobiella, virala. De kallades "magi". Det faktum att alla organismers proteiner är uppbyggda av samma aminosyror är ytterligare ett bevis på den levande världens enhet på jorden.

Det finns fyra nivåer av organisation i strukturen av proteinmolekyler:

1. Primär struktur - en polypeptidkedja av aminosyror kopplade i en viss sekvens av kovalenta peptidbindningar.

2. Sekundär struktur - en polypeptidkedja i form av en helix. Många vätebindningar förekommer mellan peptidbindningarna i intilliggande varv och andra atomer, vilket ger en stark struktur.

3. Tertiär struktur - en konfiguration som är specifik för varje protein - en kula. Det hålls av lågstyrka hydrofoba bindningar eller kohesiva krafter mellan opolära radikaler, som finns i många aminosyror. Det finns också kovalenta S-S-bindningar som uppstår mellan radikaler på avstånd från den svavelinnehållande aminosyran cystein.

4. Kvartär struktur uppstår när flera makromolekyler kombineras för att bilda aggregat. Således är hemoglobin i humant blod ett aggregat av fyra makromolekyler.

Brott mot den naturliga strukturen hos ett protein kallas denaturering. Det sker under inverkan av hög temperatur, kemikalier, strålningsenergi och andra faktorer.

Proteinets roll i cellers och organismers liv:

konstruktion (strukturell) - proteiner - kroppens byggnadsmaterial (skal, membran, organeller, vävnader, organ);

katalytisk funktion - enzymer som påskyndar reaktioner hundratals miljoner gånger;

muskuloskeletal funktion - proteiner som utgör skelettben och senor; rörelse av flagellater, ciliater, muskelkontraktion;

transportfunktion - blodhemoglobin;

skyddande - blodantikroppar neutraliserar främmande ämnen;

energifunktion - när protein bryts ner frigör 1 g 17,6 kJ energi;

regulatoriska och hormonella - proteiner är en del av många hormoner och deltar i regleringen av kroppens livsprocesser;

receptor - proteiner utför processen för selektivt igenkännande av enskilda ämnen och deras fäste till molekyler.

Metabolism i cellen. Fotosyntes. Kemosyntes

En förutsättning för existensen av någon organism är ett konstant flöde av näringsämnen och den konstanta frisättningen av slutprodukterna av kemiska reaktioner som sker i celler. Näringsämnen används av organismer som en källa till atomer av kemiska element (främst kolatomer), från vilka alla strukturer byggs eller förnyas. Förutom näringsämnen får kroppen även vatten, syre och mineralsalter.

Organiska ämnen som kommer in i cellerna (eller syntetiseras under fotosyntesen) bryts ner till byggstenar - monomerer och skickas till alla kroppens celler. En del av molekylerna i dessa ämnen används för syntes av specifika organiska ämnen som är inneboende i en given organism. Celler syntetiserar proteiner, lipider, kolhydrater, nukleinsyror och andra ämnen som utför olika funktioner (konstruktion, katalytisk, regulatorisk, skyddande, etc.).

En annan del av de lågmolekylära organiska föreningarna som kommer in i cellerna går till bildandet av ATP, vars molekyler innehåller energi avsedd direkt för att utföra arbete. Energi är nödvändig för syntesen av alla specifika ämnen i kroppen, för att bibehålla dess välordnade organisation, aktiv transport av ämnen inom celler, från en cell till en annan, från en del av kroppen till en annan, för överföring av nervimpulser, förflyttning av organismer, upprätthållande av en konstant kroppstemperatur (hos fåglar och däggdjur) och för andra ändamål.

Under omvandlingen av ämnen i celler bildas slutprodukter av ämnesomsättningen som kan vara giftiga för kroppen och avlägsnas från den (till exempel ammoniak). Alla levande organismer konsumerar alltså ständigt vissa ämnen från miljön, omvandlar dem och släpper ut slutprodukter i miljön.

Fortsättning
--SIDBRYTNING--

Uppsättningen av kemiska reaktioner som inträffar i kroppen kallas metabolism eller metabolism. Beroende på den allmänna riktningen av processerna särskiljs katabolism och anabolism.

Katabolism (dissimilering) är en uppsättning reaktioner som leder till bildandet av enkla föreningar från mer komplexa. Kataboliska reaktioner inkluderar till exempel reaktioner av hydrolys av polymerer till monomerer och nedbrytning av de senare till koldioxid, vatten, ammoniak, d.v.s. energimetabolismreaktioner, under vilka oxidation av organiska ämnen och syntes av ATP sker.

Anabolism (assimilering) är en uppsättning reaktioner för syntes av komplexa organiska ämnen från enklare. Detta inkluderar till exempel kvävefixering och proteinbiosyntes, syntes av kolhydrater från koldioxid och vatten under fotosyntes, syntes av polysackarider, lipider, nukleotider, DNA, RNA och andra ämnen.

Syntesen av ämnen i cellerna hos levande organismer kallas ofta plastisk metabolism, och nedbrytningen av ämnen och deras oxidation, åtföljd av syntesen av ATP, som energimetabolism. Båda typerna av ämnesomsättning utgör grunden för livsaktiviteten för alla celler, och därför alla organismer, och är nära besläktade med varandra. Å ena sidan kräver alla plastbytesreaktioner energiförbrukning. Å andra sidan, för att utföra energimetabolismreaktioner, är konstant syntes av enzymer nödvändig, eftersom deras livslängd är kort. Dessutom bildas ämnen som används för andning under plastisk metabolism (till exempel under fotosyntesprocessen).

Fotosyntes är processen för bildning av organiskt material från koldioxid och vatten i ljuset med deltagande av fotosyntetiska pigment (klorofyll i växter, bakterioklorofyll och bakteriodopsin i bakterier). I modern växtfysiologi förstås fotosyntes oftare som en fotoautotrofisk funktion - en uppsättning processer för absorption, omvandling och användning av ljuskvanternas energi i olika endergoniska reaktioner, inklusive omvandlingen av koldioxid till organiska ämnen.

Fotosyntes är den huvudsakliga källan till biologisk energi; fotosyntetiska autotrofer använder den för att syntetisera organiska ämnen från oorganiska; heterotrofer existerar på bekostnad av energin som lagras av autotrofer i form av kemiska bindningar och frigör den i andnings- och jäsningsprocesserna. Den energi som mänskligheten erhåller genom att bränna fossila bränslen (kol, olja, naturgas, torv) lagras också i fotosyntesprocessen.

Fotosyntes är den huvudsakliga inmatningen av oorganiskt kol i det biologiska kretsloppet. Allt fritt syre i atmosfären är av biogent ursprung och är en biprodukt av fotosyntesen. Bildandet av en oxiderande atmosfär (syrekatastrof) förändrade helt tillståndet på jordens yta, gjorde uppkomsten av andning möjligt och lät senare, efter bildandet av ozonskiktet, liv nå land.

Kemosyntes är en metod för autotrofisk näring där energikällan för syntes av organiska ämnen från CO2 är oxidationsreaktioner av oorganiska föreningar. Denna typ av energiproduktion används endast av bakterier. Fenomenet kemosyntes upptäcktes 1887 av den ryska forskaren S.N. Vinogradsky.

Det bör noteras att den energi som frigörs i oxidationsreaktionerna av oorganiska föreningar inte kan användas direkt i assimileringsprocesser. Först omvandlas denna energi till energin av makroenergetiska bindningar av ATP och först därefter används för syntes av organiska föreningar.

Kemolitoautotrofa organismer:

Järnbakterier (Geobacter, Gallionella) oxiderar tvåvärt järn till järn.

Svavelbakterier (Desulfuromonas, Desulfobacter, Beggiatoa) oxiderar vätesulfid till molekylärt svavel eller till svavelsyrasalter.

Nitrifierande bakterier (Nitrobacteraceae, Nitrosomonas, Nitrosococcus) oxiderar ammoniak, som bildas vid sönderfall av organiskt material, till salpetersyror och salpetersyror, som i samverkan med markmineraler bildar nitriter och nitrater.

Tioniska bakterier (Thiobacillus, Acidithiobacillus) kan oxidera tiosulfater, sulfiter, sulfider och molekylärt svavel till svavelsyra (ofta med en signifikant sänkning av lösningens pH), oxidationsprocessen skiljer sig från den för svavelbakterier (särskilt i att tioniska bakterier inte avsätter intracellulärt svavel). Vissa representanter för tioniska bakterier är extrema acidofiler (kan överleva och föröka sig när lösningens pH sjunker till 2), som kan motstå höga koncentrationer av tungmetaller och oxidera metalliskt och järnhaltigt järn (Acidithiobacillus ferrooxidans) och läcka ut tungmetaller från malmer .

Vätebakterier (Hydrogenophilus) kan oxidera molekylärt väte och är måttliga termofiler (växer vid en temperatur på 50 °C)

Kemosyntetiska organismer (till exempel svavelbakterier) kan leva i haven på stora djup, på platser där svavelväte kommer ut från sprickor i jordskorpan och ut i vattnet. Naturligtvis kan ljuskvanta inte tränga igenom vatten till ett djup av cirka 3-4 kilometer (på detta djup finns de flesta havssprickzoner). Således är kemosyntetika de enda organismerna på jorden som inte är beroende av solljusets energi.

Å andra sidan släpps ammoniak, som används av nitrifierande bakterier, ut i jorden när växt- eller djurmaterial ruttnar. I detta fall beror den vitala aktiviteten av kemosyntetika indirekt på solljus, eftersom ammoniak bildas under nedbrytningen av organiska föreningar som erhålls från solenergi.

Kemosyntetikernas roll för alla levande varelser är mycket stor, eftersom de är en oumbärlig länk i den naturliga cykeln av de viktigaste elementen: svavel, kväve, järn etc. Kemosyntetika är också viktiga som naturliga konsumenter av sådana giftiga ämnen som ammoniak och vätesulfid. Nitrifierande bakterier har stor betydelse, de berikar jorden med nitriter och nitrater – det är främst i form av nitrater som växter tar upp kväve. Vissa kemosyntetika (särskilt svavelbakterier) används för rening av avloppsvatten.

Enligt moderna uppskattningar kan biomassan i den "underjordiska biosfären", som i synnerhet ligger under havsbotten och inkluderar kemosyntetiska anaeroba metanoxiderande arkebakterier, överstiga biomassan i resten av biosfären.

Meios. Funktioner i de första och andra divisionerna av meios. Biologisk betydelse. Skillnaden mellan meios och mitos

Förståelsen för det faktum att könsceller är haploida och därför måste bildas med hjälp av en speciell celldelningsmekanism kom som ett resultat av observationer, som också nästan för första gången antydde att kromosomer innehåller genetisk information. 1883 upptäckte man att kärnorna i ägget och spermierna från en viss typ av mask bara innehåller två kromosomer, medan det befruktade ägget redan har fyra. Den kromosomala teorin om ärftlighet skulle alltså kunna förklara den långvariga paradoxen att faderns och moderns roller för att bestämma avkommans egenskaper ofta verkar vara desamma, trots den enorma skillnaden i storleken på ägg och spermier.

En annan viktig implikation av denna upptäckt var att könsceller måste bildas som ett resultat av en speciell typ av kärndelning, där hela uppsättningen kromosomer delas exakt på mitten. Denna typ av division kallas meios (ett ord av grekiskt ursprung som betyder "reduktion." Namnet på en annan typ av celldelning, mitos, kommer från det grekiska ordet som betyder "tråd"; detta val av namn är baserat på den trådliknande kromosomernas utseende när de kondenserar under kärndelning - denna process sker under både mitos och meios) Kromosomernas beteende under meios, när deras antal minskar, visade sig vara mer komplext än man tidigare trott. Därför etablerades de viktigaste egenskaperna hos meiotisk division först i början av 30-talet som ett resultat av ett stort antal grundliga studier som kombinerade cytologi och genetik.

Vid den första meiotiska delningen ärver varje dottercell två kopior av en av de två homologerna och innehåller därför en diploid mängd DNA.

Bildandet av haploida könscellskärnor sker som ett resultat av den andra uppdelningen av meios, där kromosomerna radas upp vid ekvatorn för den nya spindeln och utan ytterligare DNA-replikation separeras systerkromatider från varandra, som vid normal mitos, och bildar celler med en haploid DNA-uppsättning.

Således består meios av två celldelningar efter en enda fas av kromosomduplicering, så att varje cell som går in i meios resulterar i fyra haploida celler.

Ibland fortskrider processen med meios onormalt, och homologer kan inte separera från varandra - detta fenomen kallas kromosomnondisjunktion. Vissa av de haploida cellerna som bildas i detta fall får ett otillräckligt antal kromosomer, medan andra skaffar sina extra kopior. Från sådana könsceller bildas defekta embryon, varav de flesta dör.

I profasen av den första uppdelningen av meios, under konjugation (synapsis) och separation av kromosomer, inträffar komplexa morfologiska förändringar i dem. I enlighet med dessa förändringar är profas uppdelad i fem på varandra följande stadier:

leptoten;

zygoten;

pakyten;

diploten;

diakinesis.

Det mest slående fenomenet är initieringen av nära tillnärmning av kromosomer i zygoten, när en specialiserad struktur som kallas synaptonemalkomplexet börjar bildas mellan par av systerkromatider i varje bivalent. Ögonblicket för fullständig konjugation av kromosomer anses vara början av pachyten, som vanligtvis varar flera dagar; efter separationen av kromosomerna börjar diplotenstadiet, när chiasmata blir synliga för första gången.

Efter slutet av den långa profasen I, två nukleära divisioner utan en separerande period av DNA-syntes bringar processen med meios till slutet. Dessa stadier tar vanligtvis inte upp mer än 10 % av den totala tiden som krävs för meios, och de har samma namn som motsvarande stadier av mitos. Resten av den första uppdelningen av meios delas in i metafas I, anafas I och telofas I. I slutet av den första uppdelningen är kromosomuppsättningen reducerad och övergår från tetraploid till diploid, precis som i mitos, och två celler bildas från en cell. Den avgörande skillnaden är att under den första delningen av meios får varje cell två systerkromatider kopplade vid centromeren, och under mitos kommer två separerade kromatider in.

Vidare, efter en kort interfas II, där kromosomerna inte fördubblas, sker den andra uppdelningen snabbt - profas II, anafas II och telofas II. Som ett resultat, från varje diploid cell som har gått in i meios, bildas fyra haploida kärnor.

Meios består av två på varandra följande celldelningar, varav den första varar nästan lika länge som hela meiosen, och är mycket mer komplex än den andra.

Efter slutet av den första meiotiska delningen bildas membran igen i de två dottercellerna och en kort interfas börjar. Vid denna tidpunkt är kromosomerna något despiraliserade, men snart kondenserar de igen och profas II börjar. Eftersom ingen DNA-syntes sker under denna period, verkar det som om kromosomerna i vissa organismer går direkt från en division till nästa. Profas II i alla organismer är kort: kärnhöljet förstörs när en ny spindel bildas, varefter i snabb följd följer metafas II, anafas II och telofas II. Liksom i mitos bildas kinetochore filament i systerkromatider, som sträcker sig från centromeren i motsatta riktningar. Vid metafasplattan hålls de två systerkromatiderna samman tills anafas, då de separeras på grund av den plötsliga separationen av deras kinetokorer. Således liknar den andra uppdelningen av meios normal mitos, den enda signifikanta skillnaden är att det finns en kopia av varje kromosom, och inte två, som i mitos.

Meios slutar med bildandet av kärnhöljen runt de fyra haploida kärnorna som bildas i telofas II.

I allmänhet producerar meios fyra haploida celler från en diploid cell. Under gametisk meios bildas gameter från de resulterande haploida cellerna. Denna typ av meios är karakteristisk för djur. Gametisk meios är nära relaterad till gametogenes och befruktning. Under zygotisk och spormeios ger de resulterande haploida cellerna upphov till sporer eller zoosporer. Dessa typer av meios är karakteristiska för lägre eukaryoter, svampar och växter. Spore meios är nära besläktad med sporogenes. Således är meios den cytologiska grunden för sexuell och asexuell (spor) reproduktion.

Den biologiska betydelsen av meios är att upprätthålla ett konstant antal kromosomer i närvaro av den sexuella processen. Dessutom, som ett resultat av korsning, uppstår rekombination - uppkomsten av nya kombinationer av ärftliga lutningar i kromosomer. Meios ger också kombinativ variabilitet - uppkomsten av nya kombinationer av ärftliga lutningar under ytterligare befruktning.

Meiosförloppet styrs av organismens genotyp, under kontroll av könshormoner (hos djur), fytohormoner (i växter) och många andra faktorer (till exempel temperatur).

Följande typer av påverkan av vissa organismer på andra är möjliga:

positiv - en organism gynnas på bekostnad av en annan;

negativ - kroppen skadas på grund av något annat;

neutral - den andra påverkar inte kroppen på något sätt.

Således är följande alternativ för relationer mellan två organismer möjliga beroende på vilken typ av inflytande de har på varandra:

Mutualism - under naturliga förhållanden kan populationer inte existera utan varandra (exempel: symbios av en svamp och alger i en lav).

Proto-samarbete - förhållandet är valfritt (exempel: förhållandet mellan en krabba och en anemon, anemonen skyddar krabban och använder den som transportmedel).

Kommensalism - en befolkning gynnas av relationen, medan den andra får varken nytta eller skada.

Samlevnad – en organism använder en annan (eller sitt hem) som bostadsort utan att skada den senare.

Freeloading - en organism livnär sig på matrester från en annan.

Neutralitet – båda populationerna påverkar inte varandra på något sätt.

Amensalism, antibios - en befolkning påverkar en annan negativt, men upplever inte själv en negativ påverkan.

Predation är ett fenomen där en organism livnär sig på en annans organ och vävnader, utan ett symbiotiskt förhållande.

Konkurrens – båda populationerna påverkar varandra negativt.

Naturen känner till många exempel på symbiotiska relationer som båda parter drar nytta av. Till exempel är symbiosen mellan baljväxter och jordbakterier Rhizobium extremt viktig för kvävets kretslopp i naturen. Dessa bakterier - även kallade kvävefixerande bakterier - sätter sig på växternas rötter och har förmågan att "fixera" kväve, det vill säga att bryta ner de starka bindningarna mellan atomerna av atmosfäriskt fritt kväve, vilket gör det möjligt att införliva kväve i föreningar tillgängliga för växten, såsom ammoniak. I det här fallet är den ömsesidiga fördelen uppenbar: rötterna är en livsmiljö för bakterier, och bakterierna förser växten med de nödvändiga näringsämnena.

Det finns också många exempel på symbios som är fördelaktigt för en art och inte medför någon nytta eller skada för en annan art. Till exempel är den mänskliga tarmen bebodd av många typer av bakterier, vars närvaro är ofarlig för människor. På liknande sätt lever växter som kallas bromeliads (som inkluderar ananas, till exempel) på trädgrenar men får sin näring från luften. Dessa växter använder trädet som stöd utan att beröva det näringsämnen.

Plattmaskar. Morfologi, systematik, huvudrepresentanter. Utvecklingscykler. Smittvägar. Förebyggande

Plattmaskar är en grupp organismer, som i de flesta moderna klassificeringar har rangen som phylum, som förenar ett stort antal primitiva maskliknande ryggradslösa djur som inte har en kroppshåla. I sin moderna form är gruppen klart parafyletisk, men det nuvarande forskningsläget gör det inte möjligt att utveckla ett tillfredsställande strikt fylogenetiskt system, och därför fortsätter zoologer traditionellt att använda detta namn.

De mest kända företrädarna för plattmaskar är planaria (Turbellaria: Tricladida), leverfångare och kattslyng (trematodes), nötbandmask, fläskbandmask, bred bandmask, echinococcus (bandmask).

Frågan om den systematiska positionen för de så kallade tarmturbellarianerna (Acoela) diskuteras för närvarande, eftersom det 2003 föreslogs att särskilja dem i en oberoende filum.

Kroppen är bilateralt symmetrisk, med tydligt definierade huvud- och kaudala ändar, något tillplattad i dorsoventral riktning, i stora representanter är den starkt tillplattad. Kroppshålan är inte utvecklad (förutom vissa faser av livscykeln för bandmaskar och flickor). Gaser utbyts över hela kroppens yta; andningsorgan och blodkärl saknas.

Utsidan av kroppen är täckt med enskikts epitel. Hos cilierade maskar, eller turbellarians, består epitelet av celler som bär cilia. Flukes, monogeneer, cestodes och bandmaskar saknar cilierat epitel under större delen av sina liv (även om cilierade celler kan hittas i larvformer); deras integument representeras av det så kallade tegumentet, som i vissa grupper bär mikrovilli eller kitinkrokar. Plattmaskar som har ett tegument klassificeras som Neodermata.

Under epitelet finns en muskelsäck, bestående av flera lager av muskelceller som inte är differentierade till individuella muskler (viss differentiering observeras endast i området av svalget och könsorganen). Cellerna i det yttre muskelskiktet är orienterade på tvären, medan cellerna i det inre skiktet är orienterade längs kroppens främre-bakre axel. Det yttre skiktet kallas det cirkulära muskelskiktet och det inre skiktet kallas det längsgående muskelskiktet.

I alla grupper, förutom cestoderna och bandmaskarna, finns ett svalg som leder till tarmen eller, som hos de så kallade tarmturbellarianerna, till matsmältningsparenkymet. Tarmen är blint stängd och kommunicerar med omgivningen endast genom munöppningen. Flera stora turbellarianer har noterats ha analporer (ibland flera), men detta är snarare undantag än regel. I små former är tarmen rak, i stora (planaria, flukes) kan den vara mycket grenad. Svalget ligger på bukytan, ofta i mitten eller närmare den bakre delen av kroppen, i vissa grupper är det förskjutet framåt. Cestode-formade och bandmaskar har ingen tarm.

Nervsystemet är av den så kallade ortogonala typen. De flesta har sex längsgående stammar (två vardera på kroppens dorsala och ventrala sidor och två på sidorna), förbundna med tvärgående kommissurer. Tillsammans med ortogonen finns en mer eller mindre tät nervplexus belägen i parenkymets perifera lager. Några av de mest arkaiska representanterna för cilierade maskar har bara en neural plexus.

Ett antal former har utvecklat enkla ljuskänsliga ocelli, oförmögna att se objekt, liksom balansorgan (stagocyster), taktila celler (sensilla) och kemiska sinnesorgan.

Osmoreglering utförs med hjälp av protonefridi - förgrenade kanaler som ansluter till en eller två utsöndringskanaler. Frisättningen av giftiga metaboliska produkter sker antingen med vätska som utsöndras genom protonefridi, eller genom ackumulering i specialiserade parenkymceller (atrocyter), som spelar rollen som "lagringsknoppar".

Den stora majoriteten av representanterna är hermafroditer, med undantag för blodflukes (schistosom) - de är tvåbo. Fluke ägg är ljusgula till mörkbruna till färgen och har ett lock på en av stolparna. Under undersökningen hittas ägg i duodenalinnehåll, avföring, urin och sputum.

Den första mellanvärden av flingor är olika blötdjur, den andra värden är fiskar och amfibier. De definitiva värdarna är olika ryggradsdjur.

Livscykeln (med exemplet med polymouth) är extremt enkel: en larv kommer ut ur ägget och lämnar fisken, som efter en kort tid åter fäster sig vid fisken och förvandlas till en vuxen mask. Flukes har en mer komplex utvecklingscykel och byter 2-3 värdar.

Genotyp. Genom. Fenotyp. Faktorer som bestämmer utvecklingen av fenotypen. Dominans och recessivitet. Interaktion av gener vid bestämning av egenskaper: dominans, mellanliggande manifestation, samdominans

Genotyp är en uppsättning gener för en given organism, som, till skillnad från begreppen genom och genpool, karaktäriserar en individ, inte en art (en annan skillnad mellan en genotyp och ett genom är inkluderingen i begreppet "genom" av icke -kodande sekvenser som inte ingår i begreppet "genotyp"). Tillsammans med miljöfaktorer bestämmer den organismens fenotyp.

Vanligtvis talas om en genotyp i samband med en specifik gen; hos polyploida individer betecknar det en kombination av alleler av en given gen. De flesta gener förekommer i en organisms fenotyp, men fenotypen och genotypen skiljer sig åt i följande avseenden:

1. Enligt informationskällan (genotypen bestäms genom att studera en individs DNA, fenotypen registreras genom att observera organismens utseende).

2. Genotypen motsvarar inte alltid samma fenotyp. Vissa gener uppträder i fenotyp endast under vissa förhållanden. Å andra sidan är vissa fenotyper, såsom djurets pälsfärg, resultatet av interaktionen mellan flera gener.

Genom - helheten av alla gener i en organism; dess kompletta kromosomuppsättning.

Det är känt att DNA, som är bärare av genetisk information i de flesta organismer och därför utgör grunden för genomet, inte bara inkluderar gener i ordets moderna mening. Det mesta av DNA från eukaryota celler representeras av icke-kodande (”redundanta”) nukleotidsekvenser som inte innehåller information om proteiner och RNA.

Följaktligen förstås genomet av en organism som det totala DNA från den haploida uppsättningen kromosomer och vart och ett av de extrakromosomala genetiska element som finns i en individuell cell i könslinjen hos en flercellig organism. Storleken på arvsmassan hos organismer av olika arter skiljer sig väsentligt från varandra, och det finns ofta ingen korrelation mellan graden av evolutionär komplexitet hos en biologisk art och storleken på dess genom.

Fenotyp är en uppsättning egenskaper som är inneboende hos en individ i ett visst utvecklingsstadium. Fenotypen bildas på basis av genotypen, förmedlad av ett antal miljöfaktorer. I diploida organismer uppträder dominerande gener i fenotypen.

Fenotyp är en uppsättning yttre och inre egenskaper hos en organism som förvärvats som ett resultat av ontogenes (individuell utveckling)

Trots sin till synes strikta definition har begreppet fenotyp vissa osäkerheter. För det första är de flesta av de molekyler och strukturer som kodas av genetiskt material inte synliga i organismens yttre utseende, även om de är en del av fenotypen. Till exempel mänskliga blodtyper. Därför bör den utökade definitionen av fenotyp innefatta egenskaper som kan detekteras genom tekniska, medicinska eller diagnostiska procedurer. En ytterligare, mer radikal utvidgning kan inkludera inlärt beteende eller till och med organismens påverkan på miljön och andra organismer.

Fenotyp kan definieras som att "utföra" genetisk information mot miljöfaktorer. Till en första approximation kan vi tala om två egenskaper hos fenotypen: a) antalet borttagningsriktningar kännetecknar antalet miljöfaktorer som fenotypen är känslig för - fenotypens dimension; b) "avståndet" för avlägsnande kännetecknar graden av känslighet hos fenotypen för en given miljöfaktor. Tillsammans bestämmer dessa egenskaper fenotypens rikedom och utveckling. Ju mer multidimensionell fenotypen och ju känsligare den är, desto längre bort är fenotypen från genotypen, desto rikare är den. Om vi ​​jämför ett virus, en bakterie, en ascaris, en groda och en människa, så ökar rikedomen av fenotypen i denna serie.

Vissa egenskaper hos fenotypen bestäms direkt av genotypen, såsom ögonfärg. Andra är starkt beroende av organismens interaktion med sin omgivning – till exempel kan enäggstvillingar skilja sig åt i längd, vikt och andra grundläggande fysiska egenskaper trots att de bär på samma gener.

Fenotypisk varians (bestäms av genotypisk varians) är en grundläggande förutsättning för naturligt urval och evolution. Organismen som helhet lämnar (eller lämnar inte) avkomma, så naturligt urval påverkar befolkningens genetiska struktur indirekt genom bidrag från fenotyper. Utan olika fenotyper finns ingen evolution. Samtidigt återspeglas inte alltid recessiva alleler i fenotypens egenskaper, utan bevaras och kan överföras till avkomman.

De faktorer som fenotypisk mångfald, det genetiska programmet (genotypen), miljöförhållanden och frekvensen av slumpmässiga förändringar (mutationer) beror på sammanfattas i följande samband:

genotyp + yttre miljö + slumpmässiga förändringar → fenotyp.

En genotyps förmåga att bilda olika fenotyper i ontogenes, beroende på miljöförhållanden, kallas reaktionsnormen. Det kännetecknar miljöns deltagande i genomförandet av egenskapen. Ju bredare reaktionsnormen är, desto större påverkan har omgivningen och desto mindre påverkan har genotypen i ontogenesen. Vanligtvis gäller att ju mer olika habitatförhållanden en art har, desto bredare är dess reaktionsnorm.

Fortsättning
--SIDBRYTNING--

Dominans (dominans) är en form av relation mellan allelerna i en gen, där en av dem (dominant) undertrycker (maskerar) manifestationen av den andra (recessiv) och därmed bestämmer manifestationen av egenskapen hos både dominanta homozygoter och heterozygoter .

Med fullständig dominans skiljer sig inte fenotypen av en heterozygot från fenotypen av en dominant homozygot. Tydligen, i sin rena form, är fullständig dominans extremt sällsynt eller förekommer inte alls.

Med ofullständig dominans har heterozygoter en fenotyp som ligger mellan fenotyperna hos en dominant och recessiv homozygot. Till exempel, när rena linjer av snapdragons och många andra arter av blommande växter med lila och vita blommor korsas, har första generationens individer rosa blommor. På molekylär nivå kan den enklaste förklaringen till ofullständig dominans bara vara en dubbel minskning av aktiviteten hos ett enzym eller annat protein (om den dominanta allelen producerar ett funktionellt protein och den recessiva allelen producerar ett defekt). Det kan finnas andra mekanismer för ofullständig dominans.

Vid ofullständig dominans kommer samma uppdelning efter genotyp och fenotyp att vara i förhållandet 1:2:1.

Med samdominans, i motsats till ofullständig dominans, uppträder hos heterozygoter de egenskaper som var och en av allelerna är ansvarig för samtidigt (blandade). Ett typiskt exempel på samdominans är nedärvning av ABO-blodgrupper hos människor. Alla avkommor till personer med genotyperna AA (andra gruppen) och BB (tredje gruppen) kommer att ha AB genotypen (fjärde gruppen). Deras fenotyp är inte mellanliggande mellan fenotyperna hos deras föräldrar, eftersom båda agglutinogener (A och B) finns på ytan av erytrocyter. När samdominans inträffar är det omöjligt att kalla en av allelerna dominant och den andra recessiv, dessa begrepp förlorar sin mening: båda allelerna påverkar fenotypen lika mycket. På nivån av RNA och proteinprodukter av gener är tydligen de allra flesta fall av allelinteraktioner av gener samdominans, eftersom var och en av de två allelerna i heterozygoter vanligtvis kodar för ett RNA och/eller en proteinprodukt, och både proteiner eller RNA finns i kroppen.

Miljöfaktorer, deras samverkan

En miljöfaktor är ett tillstånd i miljön som påverkar kroppen. Miljön omfattar alla kroppar och fenomen som organismen står i direkt eller indirekt relation till.

Samma miljöfaktor har olika betydelse i samlevande organismers liv. Till exempel spelar saltregimen i jorden en primär roll i växternas mineralnäring, men är likgiltig för de flesta landlevande djur. Belysningsintensiteten och ljusets spektrala sammansättning är extremt viktiga för fototrofa växters liv, och i livet för heterotrofa organismer (svampar och vattenlevande djur) har ljus inte en märkbar effekt på deras livsaktivitet.

Miljöfaktorer påverkar organismer på olika sätt. De kan fungera som irriterande som orsakar adaptiva förändringar i fysiologiska funktioner; som begränsare som gör det omöjligt för vissa organismer att existera under givna förhållanden; som modifierare som bestämmer morfologiska och anatomiska förändringar i organismer.

Det är brukligt att skilja mellan biotiska, antropogena och abiotiska miljöfaktorer.

Biotiska faktorer är hela uppsättningen av miljöfaktorer som är associerade med levande organismers aktiviteter. Dessa inkluderar fytogena (växter), zoogena (djur), mikrobiogena (mikroorganismer) faktorer.

Antropogena faktorer är alla de många faktorer som är förknippade med mänskliga aktiviteter. Dessa inkluderar fysiska (användning av kärnenergi, resor på tåg och flyg, påverkan av buller och vibrationer etc.), kemisk (användning av mineralgödsel och bekämpningsmedel, förorening av jordens skal med industri- och transportavfall, rökning, dricka alkohol och droger, överdriven användning av läkemedel). medel), biologiska (mat; organismer för vilka en person kan vara en livsmiljö eller näringskälla), sociala (relaterade till relationer mellan människor och livet i samhället) faktorer.

Abiotiska faktorer är alla de många faktorer som är förknippade med processer i den livlösa naturen. Dessa inkluderar klimat (temperatur, luftfuktighet, tryck), edafogen (mekanisk sammansättning, luftpermeabilitet, markdensitet), orografisk (lättnad, höjd över havet), kemisk (luftens gassammansättning, vattnets saltsammansättning, koncentration, surhet), fysiska (brus, magnetfält, värmeledningsförmåga, radioaktivitet, kosmisk strålning).

När miljöfaktorer verkar oberoende räcker det att använda begreppet "begränsande faktor" för att bestämma den kombinerade påverkan av ett komplex av miljöfaktorer på en given organism. Men under verkliga förhållanden kan miljöfaktorer förstärka eller försvaga varandras effekter.

Att ta hänsyn till samspelet mellan miljöfaktorer är ett viktigt vetenskapligt problem. Tre huvudtyper av interaktion mellan faktorer kan särskiljas:

additiv - samspelet mellan faktorer är en enkel algebraisk summa av effekterna av varje faktor när de agerar oberoende;

synergi - den gemensamma verkan av faktorer förstärker effekten (det vill säga effekten när de agerar tillsammans är större än den enkla summan av effekterna av varje faktor när de agerar oberoende);

antagonistisk - den gemensamma verkan av faktorer försvagar effekten (det vill säga effekten av deras gemensamma verkan är mindre än den enkla summan av effekterna av varje faktor).

Lista över begagnad litteratur

Gilbert S. Utvecklingsbiologi. - M., 1993.

Green N., Stout W., Taylor D. Biology. - M., 1993.

Nebel B. Miljövetenskap. - M., 1993.

Carroll R. Paleontologi och evolution av ryggradsdjur. - M., 1993.

Leninger A. Biokemi. - M., 1974.

Slyusarev A.A. Biologi med allmän genetik. - M., 1979.

Watson D. Genens molekylärbiologi. - M., 1978.

Chebyshev N.V., Supryaga A.M. Protozoer. - M., 1992.

Chebyshev N.V., Kuznetsov S.V. Cellbiologi. - M., 1992.

Yarygin V.N. Biologi. - M., 1997.

Innehåll Mikroskop Namn som spelade en roll i studiet av celler Grundläggande principer för cellteori Cellstrukturer: Cellorganeller: Cellmembran Cytoplasma Kärna Ribosomer Golgi-komplex ER Lysosomer MitokondrierMitokondrier Plastider Cellcentrum Rörelseorganeller

Mikroskop Anton Van Leeuwenhoek Anton Van Leeuwenhoek skapade världens första mikroskop, som gjorde det möjligt att titta in i en cells mikrostruktur. Med förbättringen av mikroskopet upptäckte forskare fler och fler okända delar av cellen, vitala processer som kunde observeras i ett ljusmikroskop. Ris. 1: Leeuwenhoek-mikroskop Det elektriska mikroskopet, som uppfanns på 1900-talet, och dess förbättrade modell gör det möjligt att se den mikroskopiska strukturen hos cellulära strukturer. Med volymetrisk skanning kan du se strukturen hos cellen och dess organeller som de är i sin naturliga miljö, i en levande organism. Ris. 2: Elmikroskop

Namn som spelade en roll i studien av celler Anton van Leeuwenhoek Anton van Leeuwenhoek var den första som undersökte encelliga organismer i mikroskop. Robert Hooke Robert Hooke föreslog termen "cell". T. Schwann T. Schwann och M. Schleiden - formulerade cellteorin i mitten av 1800-talet.M. Schleiden cellteori R. Brown R. Brown - i början av 1800-talet såg en tät formation inuti cellerna i ett blad, som han kallade kärnan. R. Virchow R. Virchow - bevisade att celler är kapabla att dela sig och föreslog ett tillägg till cellteorin.

Grundläggande bestämmelser i cellteorin 1. Alla levande varelser, från encelliga till stora växt- och djurorganismer, består av celler. 2. Alla celler är lika i struktur, kemisk sammansättning och vitala funktioner. 3. Celler är specialiserade, och i flercelliga organismer, i sammansättning och funktioner och kan leva ett självständigt liv. 4.Celler är gjorda av celler. Cellen ligger bakom nedbrytningen av modercellen till två dotterceller.

Cellulära strukturer Cellmembran Väggarna i de flesta organeller bildas av ett cellmembran. Cellmembranets struktur: Det är treskiktigt. Tjocklek - 8 nanometer. 2 lager bildar lipider, som innehåller proteiner. Membranproteiner bildar ofta membrankanaler genom vilka kalium-, kalcium- och natriumjoner transporteras. Stora molekyler av proteiner, fetter och kolhydrater kommer in i cellen med hjälp av fagocytos och pinocytos. Fagocytos är inträdet av fasta partiklar omgivna av ett cellmembran i cellens cytoplasma. Pinocytos är inträdet av vätskedroppar omgivna av ett cellmembran i cellens cytoplasma. Flödet av ämnen genom membranet sker selektivt, dessutom begränsar det cellen, separerar den från andra, från miljön, ger den form och skyddar den från skador. Ris. 4: A – process av fagocytos; B – process av pinocytos Fig. 3: Cellmembranets struktur

Cellstrukturer Cytoplasma. Kärna. Cytoplasma är cellens halvvätskeinnehåll, som innehåller alla cellens organeller. Kompositionen innehåller olika organiska och oorganiska ämnen, vatten och salter. Kärna: En rund, tät, mörk kropp i cellerna hos växter, svampar och djur. Omgiven av kärnmembran. Det yttre lagret av membranet är grovt, det inre lagret är slätt. Tjocklek - 30 nanometer. Har porer. Inuti kärnan finns kärnjuice. Innehåller kromatintrådar. Kromatin - DNA + PROTEIN. Under delning lindas DNA runt ett protein, som en spole. Det är så kromosomerna bildas. Hos människor har kroppens somatiska celler 46 kromosomer. Detta är en diploid (komplett, dubbel) uppsättning kromosomer. Könsceller har 23 kromosomer (haploida, hälften) satta. Den artspecifika uppsättningen kromosomer i en cell kallas en karyotyp. Organismer vars celler inte har en kärna kallas prokaryoter. Eukaryoter är organismer vars celler innehåller en kärna. Ris. 6: Manlig kromosomuppsättning Fig. 5: Kärnstruktur

Cellorganeller Ribosomer Organeller är sfäriska till formen, nanometer i diameter. De innehåller DNA och protein. Ribosomer bildas i kärnans nukleoler och kommer sedan in i cytoplasman, där de börjar utföra sin funktion - proteinsyntes. I cytoplasman är ribosomerna oftast belägna på det grova endoplasmatiska retikulum. Mindre vanligt är de fritt suspenderade i cellens cytoplasma. Ris. 7: Struktur av ribosomen i en eukaryot cell

Cellorganeller Golgi-komplex Dessa är håligheter vars väggar bildas av ett lager av membran, som är belägna i staplar nära kärnan. Inuti finns syntetiserade ämnen som ackumuleras i cellen. Vesikler frigörs från Golgi-komplexet och formas till lysosomer. Ris. 8: Strukturdiagram och mikrofotografi av Golgi-apparaten

Organeller av ER-cellen EPS är det endoplasmatiska retikulumet. Det är ett nätverk av tubuli vars väggar bildas av ett cellmembran. Tjockleken på tubuli är 50 nanometer. EPS finns i två typer: slät och granulär (sträv). Den släta utför en transportfunktion, medan den grova (ribosomer på dess yta) syntetiserar proteiner. Ris. 9: Elektronmikrofotografi av en sektion av granulär EPS

Cellorganeller Lysosomer En lysosom är en liten vesikel, endast 0,5 - 1,0 mikron i diameter, som innehåller en stor uppsättning enzymer som kan förstöra livsmedelsämnen. En lysosom kan innehålla 30–50 olika enzymer. Lysosomer är omgivna av ett membran som kan motstå verkan av dessa enzymer. Lysosomer bildas i Golgi-komplexet. Ris. 10: diagram över en cells nedbrytning av en matpartikel med hjälp av en lysosom

Cellorganeller Mitokondrier Mitokondriernas struktur: Runda, ovala, stavformade kroppar. Längd -10 mikrometer, diameter -1 mikrometer. Väggarna är bildade av två membran. Den yttre är slät, den inre har utsprång - cristae. Den inre delen är fylld med ett ämne som innehåller ett stort antal enzymer, DNA, RNA. Detta ämne kallas matris. Funktioner: Mitokondrier producerar ATP-molekyler. Deras syntes sker på cristae. De flesta mitokondrier finns i muskelceller. Ris. 11: Struktur av mitokondrier

Cellorganeller Plastider Det finns tre typer av plastider: leukoplaster - färglösa, kloroplaster - gröna (klorofyll), kromoplaster - röda, gula, orange. Plastider finns bara i växtceller. Kloroplaster är formade som ett sojakorn. Väggarna är bildade av två membran. Det yttre lagret är slätt, det inre lagret har utsprång och veck som bildar staplar av bubblor som kallas grana. Granan innehåller klorofyll, eftersom kloroplasternas huvudfunktion är fotosyntes, som ett resultat av vilket kolhydrater och ATP bildas från koldioxid och vatten. Inuti kloroplaster finns molekyler av DNA, RNA, ribosomer och enzymer. De kan också dela (multiplicera). Ris. 12: Struktur av kloroplasten

Cellorganeller Cellcentrum Nära kärnan i lägre växter och djur finns två centioler, detta är cellcentrum. Dessa är två cylindriska kroppar placerade vinkelrätt mot varandra. Deras väggar är bildade av 9 tripletter av mikrotubuli. Mikrotubuli bildar cellcytoskelettet längs vilket organeller rör sig. Under delning bildar cellcentrum filament av spindeln, medan det fördubblas, 2 centrioler går till en pol och 2 till den andra. Ris. 13: A – strukturdiagram och B – elektronmikrofotografi av centriolen

Cellorganeller Rörelseorganeller Rörelseorganeller är flimmerhår och flageller. Cilierna är kortare - det finns fler av dem, och flagellerna är längre - det finns färre av dem. De bildas av ett membran och innehåller mikrotubuli inuti dem. Vissa rörelseorganeller har basala kroppar som förankrar dem i cytoplasman. Rörelsen utförs på grund av att rören glider över varandra. I människans andningsvägar har det cilierade epitelet cilier som driver ut damm, mikroorganismer och slem. Protozoer har flageller och flimmerhår. Ris. 14: Encelliga organismer som kan röra sig

Anton van Leeuwenhoek Han föddes den 24 oktober 1632 i staden Delft i Holland. Hans släktingar var respekterade borgare och ägnade sig åt korgflätning och bryggning. Leeuwenhoeks far dog tidigt, och hans mamma skickade pojken till skolan och drömde om att göra honom till tjänsteman. Men vid 15 års ålder lämnade Anthony skolan och åkte till Amsterdam, där han började studera handel i en tygaffär och arbetade där som revisor och kassörska. Vid 21 års ålder återvände Leeuwenhoek till Delft, gifte sig och öppnade sin egen textilhandel. Mycket lite är känt om hans liv under de kommande 20 åren, förutom att han fick flera barn, av vilka de flesta dog, och att han, efter att ha blivit änka, gifte sig en andra gång. Det är också känt att han fick befattningen som vakt över tingssalen i det lokala rådhuset, som enligt moderna idéer motsvarar en kombination av en vaktmästare, en städare och en stoker i en person. Leeuwenhoek hade sin egen hobby. När han kom hem från jobbet låste han in sig på sitt kontor, där inte ens hans fru var tillåten vid den tiden, och undersökte entusiastiskt en mängd olika föremål under förstoringsglas. Tyvärr var dessa glasögon inte förstorade för mycket. Sedan försökte Leeuwenhoek göra sitt eget mikroskop med slipat glas, vilket han lyckades med.

Robert Hooke (eng. Robert Hooke; Robert Hook, 18 juli 1635, Isle of Wight 3 mars 1703, London) engelsk naturforskare, encyklopedist. Hookes far, en pastor, förberedde honom till en början för andlig aktivitet, men på grund av pojkens dåliga hälsa och hans demonstrerade förmåga att öva mekanik gav han honom i uppdrag att studera klockmakeri. Därefter blev emellertid den unge Hooke intresserad av vetenskapliga studier och som ett resultat skickades han till Westminster School, där han framgångsrikt studerade latin, antik grekiska och hebreiska, men var särskilt intresserad av matematik och visade stor förmåga för uppfinningar inom fysik och mekanik. Hans förmåga att studera fysik och kemi erkändes och uppskattades av vetenskapsmän vid Oxford University, där han började studera 1653; Han blev först assistent till kemisten Willis, och sedan till den berömda Boyle. Under sitt 68-åriga liv var Robert Hooke, trots sin dåliga hälsa, outtröttlig i sina studier och gjorde många vetenskapliga upptäckter, uppfinningar och förbättringar. År 1663 gjorde Royal Society of London, som insåg användbarheten och betydelsen av hans upptäckter, honom till medlem; han utsågs därefter till professor i geometri vid Gresham College.

Robert Hooke Discoveries Hookes upptäckter inkluderar: upptäckten av proportionalitet mellan elastisk sträckning, kompression och böjning och de spänningar som producerar dem, en inledande formulering av lagen om universell gravitation (Hookes prioritet ifrågasattes av Newton, men uppenbarligen inte i termer av den ursprungliga formuleringen), upptäckten av färger tunna plattor, konstanten av smälttemperaturen för is och kokningen av vatten, idén om den vågliknande utbredningen av ljus och idén om gravitation, en levande cell (med hjälp av mikroskopet förbättrade han; Hooke själv äger termen "cell" - engelsk cell) och mycket mer. Först bör det sägas om spiralfjädern för att reglera klockans rörelse; denna uppfinning gjordes av honom under tiden från 1656 till 1666 uppfann han vattenpasset, 1665 presenterade han för kungliga sällskapet en liten kvadrant i vilken alidaden flyttades med hjälp av en mikrometerskruv, så att det var möjligt att räkna minuter och sekunder; vidare, när det befanns lämpligt att ersätta astronomiska instruments dioptrier med rör, föreslog han att man skulle placera ett trådnät i okularet. Dessutom uppfann han den optiska telegrafen, minitermometern och den registrerande regnmätaren; gjorde observationer för att bestämma effekten av jordens rotation på kroppars fall och studerade många Fig. 3: Hookes mikroskop med fysiska frågor, till exempel om effekterna av hårighet, aggregering, vägning av luft, den specifika vikten av is, uppfann en speciell hydrometer för att bestämma graden av färskhet av flodvatten (vattenpoise). År 1666 presenterade Hooke för Royal Society en modell av spiralformade kugghjul som han hade uppfunnit, som han senare beskrev i Lectiones Cutlerianae (1674).

T. Schwann Theodor Schwann () föddes den 7 december 1810 i Neuss vid Rhen, nära Düsseldorf, gick på jesuitgymnasiet i Köln, studerade medicin från 1829 i Bonn, Warzburg och Berlin. Han doktorerade 1834 och upptäckte pepsin 1836. Schwanns monografi "Microscopic Studies on the Similarity in the Structure and Growth of Animals and Plants" (1839) gav honom världsberömmelse. Från 1839 var han professor i anatomi i Leuven, Belgien, och från 1848 i Lüttich. Schwann var ogift och var en troende katolik. Han dog i Köln den 11 januari 1882. Hans avhandling om nödvändigheten av atmosfärisk luft för kycklingens utveckling (1834) introducerade luftens roll i organismers utvecklingsprocesser. Behovet av syre för jäsning och förruttnelse visades också i Gay-Lussacs experiment. Schwanns observationer återupplivade intresset för teorin om spontan generering och återupplivade idén att luften genom uppvärmning förlorar sin vitalitet, vilket är nödvändigt för att skapa levande varelser. Schwann försökte bevisa att uppvärmd luft inte stör livsprocessen. Han visade att grodan andas normalt i varm luft. Men om uppvärmd luft leds genom en suspension av jäst till vilken socker har tillsatts sker ingen jäsning, medan ouppvärmd jäst utvecklas snabbt. Schwann kom till sina berömda experiment om vinjäsning utifrån teoretiska och filosofiska överväganden. Han bekräftade tanken att vinjäsning orsakas av levande organismer - jäst. Schwanns mest kända verk är inom histologiområdet, liksom verk som ägnas åt cellteori. Efter att ha bekantat sig med M. Schleidens verk, gick Schwann igenom allt histologiskt material som fanns tillgängligt vid den tiden och hittade en princip för att jämföra växtceller och elementära mikroskopiska strukturer hos djur. Genom att ta kärnan som ett karakteristiskt element i cellstrukturen kunde Schwann bevisa den gemensamma strukturen hos växt- och djurceller. 1839 publicerades Schwanns klassiska verk "Microscopic Studies on the Correspondence in the Structure and Growth of Animals and Plants".

M. Schleiden Schleiden Matthias Jacob (, Hamburg - , Frankfurt am Main), tysk botaniker. Han studerade juridik i Heidelberg, botanik och medicin vid universiteten i Göttingen, Berlin och Jena. Professor i botanik vid universitetet i Jena (1839–62), från 1863 - professor i antropologi vid universitetet i Dorpat (Tartu). Huvudinriktningen för vetenskaplig forskning är cytologi och växtfysiologi. 1837 föreslog Schleiden en ny teori om bildandet av växtceller, baserad på idén om cellkärnans avgörande roll i denna process. Forskaren trodde att den nya cellen så att säga blåstes ut ur kärnan och sedan täcktes med en cellvägg. Schleidens forskning bidrog till skapandet av T. Schwanns cellteori. Schleidens arbeten om utveckling och differentiering av cellulära strukturer hos högre växter är kända. 1842 upptäckte han först nukleoler i kärnan. Bland de mest kända verken av forskaren är "Fundamentals of Botany" (Grundz ge der Botanik, 1842–1843)

R. Brown Robert Brown (född 21 december 1773, Montrose - 10 juni 1856) var en framstående engelsk botaniker. Född den 21 december i Montorosa i Skottland, studerade han i Aberdeen och Edinburgh och 1795. gick in på den skotska milisens regemente, med vilken han var i Irland, som fänrik och biträdande kirurg. Hans nitiska studier i naturvetenskap gav honom vänskapen med Sir Joseph Bank, på vars rekommendation han utnämndes till botaniker på en expedition som 1801, under befäl av kapten Flinder, sändes för att utforska Australiens kust. Tillsammans med konstnären Ferdinand Bauer besökte han delar av Australien, sedan Tasmanien och Bass Strait Islands. 1805 återvände Brown till England och tog med sig omkring 4 000 arter av australiska växter; han ägnade flera år åt att utveckla detta rika material, som ingen någonsin hade tagit med sig från avlägsna länder. Tillverkad av Sir Bank, bibliotekarien för sin dyra samling av naturhistoriska verk, publicerade Brown: "Prodromus florae Novae Hollandiae" (London, 1810), som Oken tryckte i "Isis", och Nees von Esenbeck (Nürnberg, 1827) publicerade med tillägg . Detta exemplariska arbete gav en ny riktning åt växtgeografin (fytogeografi). Han komponerade också delar av botanik i rapporterna om Ross, Parry och Clapperton, resenärer till polarländerna, och hjälpte kirurgen Richardson, som samlade på en massa intressanta saker under sin resa med Franklin; gradvis beskrev de herbarier som samlats av: Gorsfield i Java under åren. Oudney och Clapperton i Centralafrika, Christian Smith, Tuquays följeslagare under en expedition längs Kongo. Det naturliga systemet är honom mycket skyldigt: han strävade efter största möjliga enkelhet både i klassificering och i terminologi, undvek alla onödiga innovationer; gjorde mycket för att korrigera definitionerna av gamla och etablera nya familjer. Han arbetade också inom växtfysiologi: han studerade utvecklingen av ståndarknappar och rörelsen av plasmakroppar i den.

R. Virchow () (tyska: Rudolf Ludwig Karl Virchow) tysk vetenskapsman och politiker från andra hälften av 1800-talet, grundare av cellteorin inom biologi och medicin; var också känd som arkeolog. Han föddes den 13 oktober 1821 i staden Schiefelbein i den preussiska provinsen Pommern. Efter att ha genomgått en kurs vid Berlin Friedrich-Wilhelm Medical Institute 1843, blev V. först assistent, och blev sedan dissektor vid Berlin Charité-sjukhuset. 1847 fick han undervisningsrätten och grundade tillsammans med Benno Reinhard (1852) tidskriften ”Archiv für pathol. Anatomi u. Fysiologi u. för kliniken. Medicin”, nu känd över hela världen under namnet Virchow-arkivet. I början av 1848 skickades Virchow till Övre Schlesien för att studera den epidemi av svälttyfus som rådde där. Hans rapport om denna resa, publicerad i Arkivet och av stort vetenskapligt intresse, är samtidigt färgad av politiska idéer i 1848 års anda. Denna omständighet, liksom hans allmänna deltagande i den tidens reformrörelser, fick den preussiska regeringen att ogilla honom och fick honom att acceptera den ordinarie professur för patologisk anatomi som erbjöds honom vid universitetet i Würzburg, som snabbt förhärligade hans namn. 1856 återvände han till Berlin som professor i patologisk anatomi, allmän patologi och terapi och chef för det nyinrättade patologiska institutet, där han stannade till slutet av sitt liv. Ryska medicinska forskare är särskilt skyldiga Virchow och hans institut mycket.