Visa dzīvā būtne ir sadalīta 2 impērijās – šūnu un nešūnu dzīvības formās. Galvenās dzīvības formas uz Zemes ir organismi šūnu struktūra. Šāda veida organizācija ir raksturīga visu veidu dzīvajām būtnēm, izņemot vīrusus, kas tiek uzskatīti par dzīvības formām, kas nav šūnas.
Nešūnu formas
Pie nešūnu organismiem pieder vīrusi un bakteriofāgi. Citas dzīvās būtnes ir šūnu dzīvības formas.
Nešūnu dzīvības formas ir pārejas grupa starp nedzīvo un dzīvo dabu. Viņu dzīves aktivitāte ir atkarīga no eikariotu organismiem, tie var sadalīties, tikai iekļūstot dzīvā šūna. Ārpus šūnas ārpusšūnu formas neuzrāda dzīvības pazīmes.
Atšķirībā no šūnu formām, ārpusšūnu sugām ir tikai viena veida nukleīnskābes - RNS vai DNS. Tie nav spējīgi uz neatkarīgu proteīnu sintēzi ribosomu trūkuma dēļ. Arī nešūnu organismos nenotiek augšana un vielmaiņas procesi.
Vīrusu vispārīgās īpašības
Vīrusi ir tik mazi, ka tie ir tikai vairākas reizes lielāki par lielām olbaltumvielu molekulām. Dažādu vīrusu daļiņu izmērs ir robežās no 10-275 nm. Tie ir redzami tikai zem elektronu mikroskopa un iziet cauri īpašu filtru porām, kas saglabā visas baktērijas un šūnas šūnu organismi.
Pirmo reizi tos 1892. gadā atklāja krievu augu fiziologs un mikrobiologs D.I.Ivanovskis, pētot tabakas slimību.
Vīrusi ir daudzu augu un dzīvnieku slimību izraisītāji. Vīrusu slimības cilvēki ir masalas, gripa, hepatīts (Botkina slimība), poliomielīts ( zīdaiņu paralīze), trakumsērga, dzeltenais drudzis utt.
Vīrusu uzbūve un reprodukcija
Zem elektronu mikroskopa dažādi veidi vīrusiem ir nūju un bumbiņu forma. Atsevišķa vīrusa daļiņa sastāv no nukleīnskābes molekulas (DNS vai RNS), kas saritināta bumbiņā, un olbaltumvielu molekulām, kas atrodas ap to sava veida apvalka veidā.
Vīrusi nevar patstāvīgi sintezēt nukleīnskābes un olbaltumvielas, no kurām tie sastāv.
Vīrusu pavairošana ir iespējama tikai, izmantojot fermentatīvās šūnu sistēmas. Iekļūstot saimniekšūnā, vīrusi izmaina un pārkārto tās vielmaiņu, kā rezultātā šūna pati sāk sintezēt jaunu vīrusu daļiņu molekulas. Ārpus šūnas vīrusi var nonākt kristāliskā stāvoklī, kas veicina to saglabāšanos.
Vīrusi ir specifiski – noteikta veida vīruss inficē ne tikai noteiktu dzīvnieku vai augu tipu, bet arī noteiktas tā saimnieka šūnas. Tādējādi poliomielīta vīruss ietekmē tikai nervu šūnas cilvēks, bet tabakas mozaīkas vīruss - tikai tabakas lapu šūnas.
Bakteriofāgi
Bakteriofāgi (vai fāgi) ir savdabīgi baktēriju vīrusi. Tos 1917. gadā atklāja franču zinātnieks F. d'Herelle. Zem elektronu mikroskopa tiem ir komata vai tenisa raketes forma, un to izmērs ir aptuveni 5 nm. Kad fāga daļiņa ar savu tievo piedēkli pievienojas baktēriju šūnai, fāga DNS iekļūst šūnā un izraisa jaunu DNS molekulu un bakteriofāga proteīna sintēzi. Pēc 30-60 minūtēm baktēriju šūna tiek iznīcināta un no tās izdalās simtiem jaunu fāgu daļiņu, kas ir gatavas inficēt citas baktēriju šūnas.
Iepriekš tika uzskatīts, ka bakteriofāgus var izmantot, lai apkarotu patogēnās baktērijas. Taču izrādījās, ka fāgi, kas mēģenē ātri iznīcina baktērijas, dzīvā organismā ir neefektīvi. Tāpēc mūsdienās tos galvenokārt izmanto slimību diagnosticēšanai.
Šūnu formas
Šūnu organismi ir sadalīti divās lielvalstīs: prokariotos un eikariotos. Strukturālā vienībaŠūnu dzīvības forma ir šūna.
Prokarioti ir visvienkāršākā struktūra: nav kodola un membrānas organoīdi, sadalīšana notiek ar amitozes palīdzību, bez dalīšanas vārpstas līdzdalības. Prokariotos ietilpst baktērijas un zilaļģes.
Eikarioti - tās ir šūnu formas, kurām ir izveidots kodols, kas sastāv no dubultās kodola membrānas, kodolmatricas, hromatīna un nukleoliem. Šūnā ir arī membrānas (mitohondriji, lamelārais komplekss, vakuoli, endoplazmatiskais tīkls) un nemembrānas (ribosomas, šūnu centrs) organellas. Šūnu formu pārstāvju DNS atrodas šūnas kodolā, kā daļa no hromosomām, kā arī šūnu organellās, piemēram, mitohondrijās un plastidos. Eikarioti apvieno augu, dzīvnieku pasaule un sēņu valstība.
Šūnu un ne-šūnu sugu līdzība slēpjas konkrēta genoma klātbūtnē, spējā attīstīties un radīt pēcnācējus.
Šūnu atklāšana un izpēte kļuva iespējama, pateicoties mikroskopa izgudrošanai un mikroskopisko pētījumu metožu uzlabošanai. Pirmo šūnas aprakstu 1665. gadā veica anglis R. Huks. Vēlāk kļuva skaidrs, ka viņš neatklāja šūnas (šī termina mūsdienu izpratnē), bet tikai augu šūnu ārējās membrānas.
Atklājumu vēsture
Šūnu izpētes progress ir saistīts ar mikroskopijas attīstību 19. gadsimtā. Līdz tam laikam priekšstati par šūnu uzbūvi bija mainījušies: par galveno šūnas organizācijā sāka uzskatīt nevis šūnas sienu, bet gan tās faktisko saturu, protoplazmu. Protoplazmā tika atklāta pastāvīga šūnas sastāvdaļa - kodols. Ir uzkrāti daudzi novērojumi vislabākā struktūra un audu un šūnu attīstība ļāva pietuvoties vispārinājumiem, kurus 1839. gadā pirmo reizi veica vācu biologs T. Švāns viņa formulētās šūnu teorijas veidā. Viņš parādīja, ka augu un dzīvnieku šūnas būtībā ir līdzīgas viena otrai. Tālāka attīstība un šīs idejas tika vispārinātas vācu patologa R. Virhova darbos.
Nozīme zinātnē
Šūnu teorijas izveide kļuva svarīgākais notikums bioloģijā viens no izšķirošajiem pierādījumiem visas dzīvās dabas vienotībai. Šūnu teorijai bija būtiska ietekme uz embrioloģijas, histoloģijas un fizioloģijas attīstību. Tas nodrošināja pamatu materiālistiskai dzīves izpratnei, organismu evolucionāro attiecību skaidrošanai, individuālās attīstības izpratnei.
"Galvenais fakts, kas radīja revolūciju visā fizioloģijā un pirmo reizi padarīja iespējamu salīdzinošo fizioloģiju, bija šūnu atklāšana," šādi šo notikumu raksturoja F. Engelss, salīdzinot šūnas atklāšanu ar enerģijas nezūdamības likuma atklāšanu. un Darvina evolūcijas teorija.
Šūnu teorijas pamatprincipi savu nozīmi ir saglabājuši līdz mūsdienām, lai gan vairāk nekā 100 gadu laikā ir iegūta jauna informācija par šūnu uzbūvi, vitālo darbību un attīstību.
Pamatnoteikumi
Šobrīd šūnu teorija postulāti:
- Šūna ir dzīvo būtņu elementārā vienība;
- dažādu organismu šūnas pēc struktūras ir homologas;
- šūnu reprodukcija notiek, dalot sākotnējo šūnu;
- daudzšūnu organismi ir sarežģīti šūnu ansambļi, kas apvienoti holistiskās, integrētās audu un orgānu sistēmās, pakārtotas un savstarpēji saistītas ar starpšūnu, humora un neironu regulēšanas formām.
Dzīvo organismu daudzveidība.
Šūnu un
nešūnu dzīvības formas
Skolotājs
Z. M. Smirnova
Mūsdienīga sistēma organismiem
impērija
Šūnu organismi
Pirms kodolenerģijas
Virsvalstis
Karaļvalstis
(prokarioti)
Drobjanki
Kodols (eikarioti)
Sēnes
Nešūnu organismi
Apakšvalsts
Augt
Dzīvnieki
Vīrusi
Vira
Zilaļģes vai (zilaļģes)
Eubaktērijas
vīrusi
Kolektors organiskā pasaule
Empire Cellular
Nešūnu impērija
Augu valstība
Karalistes sēnes
Dzīvnieku valsts
Karalistes vīrusi
Daudzšūnu
Eikarioti
Apakšvalsts vienšūņi
Vienšūnu
Prokarioti
Drobjankas karaliste
Šūnu organizācijas veidi
Eikariotu
ietver superkaraļvalsti Eikarioti.
Ir izveidots kodols
un labi attīstīta iekšējā membrānu sistēma. Ģenētisko aparātu attēlo molekulas DNS kompleksā ar olbaltumvielām - histoni, kas iesaiņo DNS nukleosomas.
Prokariots
ietver Prokariotu lielvalsti.
Nav formāla kodola
un membrānas organellas. Ģenētiskais materiāls – apļveida DNS molekula (nukleoīds).
DNS nebloķē olbaltumvielas, tāpēc visi tajā esošie gēni ir aktīvi.
Overkingdom Prokarioti
Prokariotu šūnas strukturālās un funkcionālās daļas:
- Citoplazma
- Virsma
- Ģenētiskā
materiāls:
aparāts:
- nukleoīds – zona
- plazmatisks
citoplazma ar liels
membrāna;
molekula
Virsmembrāna
DNS, slēgta
komplekss:
ringā
- mureic
šūnapvalki (kompleksie ogļhidrāti);
- plazmīdas -
- gļotādas kapsula
īss
gredzens
(izpilda
aizsardzības funkcija)
DNS molekulas
- flagellas
Citoplazmas struktūras:
Hialoplazma:
- mezosomas
- sol (labvēlīgi
nosacījumi)
(invaginācijas
- želeja (ar
plazmatisks
slikti
membrānas)
apstākļi,
- membrāna
Kad
organoīdi
palielinās
trūkst, viņu
veikt funkciju
blīvums
hialoplazma)
mezosomas.
- ribosomas (mazas)
- citoplazma
nekustīgs, jo
mikrotubulas
neviens.
Virsvalsts eikarioti
Eikariotu šūnas strukturālās un funkcionālās daļas:
Virsma
aparātu
Citoplazma
Kodols
- kodoli
- hromosomas
- karioplazma
hialoplazma
plazmalemma
(olbaltumvielas,
lipīdi)
zemmembrānas komplekss
(citoskeleta mikrotubulu un mikrofilamentu uzkrāšanās zem plazmlemmas)
citoplazmas
loģiskās struktūras
(organellas un
ieslēgumi)
supramembrānas komplekss
(V dzīvnieku šūna - glikokalikss,
V augu šūna - šūnu siena (celuloze),
sēnes - hitīns)
Pro- un eikariotu organismu salīdzinājums
PROKARIOTI
Šūnas izmērs
EUKARIOTES
1-10 µm
Vielmaiņa
10-100 mikroni
Anaeroba vai aeroba
Aerobika
Organellas
Nav daudz (membrānu invaginācijas - mezosomas un mazas ribosomas).
Citoplazma
Kodols, mitohondriji, hloroplasti, endoplazmatiskais tīkls utt.
Apļveida DNS citoplazmā (nukleoīds)
DNS - sakārtots hromosomās un ieskauj kodola membrāna
Citoskeleta trūkums, citoplazmas kustība, endo- un eksocitoze
Šūnu dalīšanās, šūnu organizācija
Ir citoskelets, citoplazmas kustība, endocitoze un eksocitoze
Binārā dalīšanās, pārsvarā vienšūnu un koloniāla
Mitoze (vai meioze), pārsvarā daudzšūnu
Nešūnu dzīvības formas
Vīrusus atklāja D. I. Ivanovskis (1892), pētot tabakas mozaīkas slimību.
I. D. Ivanovskis
Tabakas mozaīkas vīruss
Vīrusu vieta dzīvās dabas sistēmā
Impērija Nešūnu dzīvības formas
Viras karaliste
Izmēru salīdzinājums
1/10 daļa sarkano asins šūnu
Bakteriofāgs
(eikariots-
českaja
šūna)
Adenovīruss 90 nm
Tabakas mozaīkas vīruss
250 x 18 nm
Rinovīruss
Prions
200 x 20 nm
E. Coli (baktērija - Escherichia coli)
3000 x 1000 nm
Iekļūšanas ceļi cilvēka ķermenī:
- ar gaisa pilienu palīdzību no slima cilvēka (gripa, masalas, bakas);
- ar pārtiku (mutes un nagu sērgas vīruss);
- caur bojātu ādas virsmu (trakumsērga, herpes, bakas);
- seksuāli (HIV, herpes);
- ar asinssūkšanas palīdzību (odi, dzeltenais drudzis, ērces - encefalīts, Krimas drudzis);
- asins pārliešanas un operāciju laikā tiek pārnēsāti AIDS un B hepatīta vīrusi.
Tiek ietekmētas augu šūnas pārkāpuma rezultātā integritātes integritāte
Vīrusa dzīvības formas
Ir divas vīrusu dzīvības formas
Intracelulārs
– iekšā inficēta šūna ar vīrusiem izpaužas nukleīnskābes (DNS vai RNS) veidā un veido “vīrusu-šūnu” kompleksu, kas spēj dzīvot un “ražot” jaunu
virions.
Ārpusšūnu (atpūtas stāvoklī) – vīrusu daļiņas vai virioni, kas sastāv no nukleīnskābes un
kapsīds (apvalks, kas izgatavots no olbaltumvielām un retāk lipīdiem).
Virions būtībā ir organisko kristālu konglomerāts.
Viriona struktūra:
kodols - ģenētiskais materiāls
(DNS vai RNS)
Apvalks
Sarežģīti vīrusi
Vienkārši vīrusi ir apvalks
- kapsīds, kas sastāv tikai no olbaltumvielu apakšvienībām - kapsomēri
(gripa, herpes utt.)
ir superkapsīds :
- kapsīds,
- ārpusē divi slāņi
lipīdi (Daļa
plazmatisks
membrānas
saimniekšūnas
- vīrusu
glikoproteīni
- nestrukturāls
olbaltumvielas - fermenti
Vīruss
tabakas mozaīka
Vīrusu dzīves aktivitātes iezīmes:
Vīrusu formu un izmēru dažādība
(10 līdz 300 nm)
Augu vīrusi
(parasti satur RNS);
Dzīvnieku vīrusi;
- Nokrišņi;
- Vīrusa iekļūšana šūnā:
notiek vīrusa membrānas un ārējās membrānas saplūšana citoplazmas membrāna - vīruss nonāk šūnas citoplazma.
Vīrusa dzīves posmi
3. Vīrusu olbaltumvielu čaumalu iznīcināšana.
Lizosomu enzīmi iznīcina kapsīdu vīruss un tā nukleīnskābe atbrīvojās.
4. DNS sintēze ar RNS vīrusu.
5. Vīrusa DNS iekļaušana šūnu DNS.
Darbība ir nomākta šūnas ģenētiskais aparāts.
Vīrusa dzīves posmi
6. Nukleīnskābju replikācija
vīrusa skābes.
7. Kapsīdu proteīnu sintēze. Pēc replikācijas sākas vīrusu kapsīdu proteīnu biosintēze, izmantojot saimniekšūnas ribosomas.
8. Viriona montāža
Sākas ar vīrusu proteīnu un RNS uzkrāšanos
9. Vīrusu izvadīšana no šūnas
Sarežģīti vīrusi, kas atstāj šūnu, uztver daļu no šūnas membrānas saimniekšūnas un veido superkapsīdu.
HIV infekcija
HIV infekcija ir lēni progresējoša slimība, ko raksturo šūnu bojājumi imūnsistēma(limfocīti u.c.) ar imūndeficīta (AIDS) attīstību – organisms nespēj pretoties dažādu infekciju un ļaundabīgu audzēju patogēniem.
IN - vīruss
UN - imūndeficīts
H - persona
AR - sindroms (simptomu komplekss)
P - iegūts (nav iedzimts stāvoklis)
UN - imūno-
D – trūkums (organisms zaudē spēju
pretoties dažādām infekcijām)
AIDS ir galvenais termināla stadija HIV infekcija
Vīrusi un to izraisītās slimības
Vīruss konjunktivīts,
faringīts
Adenovīrusi
Masaliņas
Masaliņu vīruss
Cilvēka papilomas vīruss
Kārpas, dzimumorgānu papilomas
Gripa
Ortomiksovīrusi
Poliomielīts, meningīts, ARVI
Pikornavīruss
Hepatotropie vīrusi
Vīrusu hepatīts
HIV – infekcija, T-šūnu leikēmija – pieaugušo limfoma
Retrovīrusi
Herpes simplex, vējbakas, herpes zoster
Herpes vīrusi
Baku vīrusi
Bakas
Herpes vīruss
Gripas vīruss
- Struktūra:
- galva satur nukleīnskābi skābe,
kapsīds, kas pārklāj galvu;
- dobs stienis (aste) ar
proteīna apvalks;
- astes pavedieni
Bakteriofāgu reprodukcija
- Spēlējiet lielu lomu
medicīnā un plaši
tiek izmantoti, kad
strutojošu slimību ārstēšana
slimības,
ko izraisa
stafilokoki utt.
- Izmanto gēnā
inženierija kā
vektori, kas nes
DNS sekcijas
Viroīdi
Viroīdi– augu slimību patogēni, kas sastāv no īsa cirkulāras, vienpavedienu RNS fragmenta, kas nav pārklāts ar vīrusiem raksturīgu proteīna apvalku.
Pirmais identificētais viroīds bija kartupeļu bumbuļu viroīds
Prioni
– "infekciozās olbaltumvielas", kas nesatur nukleīnskābes un izraisa nopietnas slimības Centrālā nervu sistēma cilvēkiem un dzīvniekiem.
Govju trakā slimība
Prioni
Prionu proteīns, kam ir patoloģiska trīsdimensiju struktūra, spēj tieši katalizēt normāla, tai homologa šūnu proteīna strukturālo transformāciju līdzīgā (prionā)
β-loksnes
α-spirāle
Prioni veido nešķīstošas nogulsnes smadzeņu audos
Mūsu planētas mūsdienu organiskajā pasaulē ir aptuveni 2 miljoni dzīvnieku sugu, 500 tūkstoši augu sugu un vairāk nekā 10 miljoni mikroorganismu. Tāpēc šādas organisko indivīdu daudzveidības izpēte bez to sistematizācijas un vispārējas klasifikācijas rada zināmas grūtības. Mūsdienu zinātne piedāvā mums šādu sistematizāciju 9 galvenajās kategorijās - impērija, virskaraļvalsts, valstība, tips, šķira, atdalīšana, ģimene, ģints un suga.
Galvenās virsvalstis— prokarioti un eikarioti
Arī nešūnu un šūnu organismu impērija ir daudzšķautņaina. To iedala vīrusos, baktērijās un sēnēs, augos un dzīvniekos. Vīrusi un baktērijas pieder pie prokariotu lielvalsts, bet pārējos zinātnieki klasificē kā eikariotus. To galvenā atšķirība viena no otras ir tā, ka pirmie ir organismi bez kodola. Tos sauc arī par primitīviem, tiem trūkst kodola un daudzu organellu. Šajās šūnās ir ierasts atšķirt tikai kodolzonu. Tas satur DNS molekulu, ārējo šūnu membrānu un ribosomas. Kā jau minēts, prokarioti ietver vīrusus, baktērijas un sēnītes. Augus un dzīvniekus var droši klasificēt kā piederīgus eikariotu lielvalstij, kam ir skaidri definēts kodols un citas šūnas pamata struktūras sastāvdaļas.
dzīvnieku valsts— daudzšūnu krūzes un koelenterāti
Esošajā dzīvnieku valsts sistematizācijā ir pieņemts atšķirt zemākus un augstākus daudzšūnu organismus. Pirmie savu nosaukumu ieguvuši audu un orgānu trūkuma dēļ, neskatoties uz to, ka viņu ķermenis sastāv no dažāda veida šūnām. Tie ietver sūkļus un koelenterātus.
Sūkļi tiek uzskatīti par zemākajiem daudzšūnu sēdošajiem organismiem, kas bieži veido kolonijas. Viņi parasti dzīvo sālsūdenī (jūrā un okeānos), piestiprināti pie substrāta. Viņu ķermeņa forma, ko veido divi šūnu slāņi, var atšķirties, bet parasti tas izskatās kā maiss, kurā ir daudz caurumu. Starp šiem slāņiem atrodas mezogleja, kurā veidojas sūkļa silīcija jeb kaļķains skelets. IN vidi sūkļi var darboties kā filtrs, bet netīrs ūdens viņi mirst.
Gluži kā sūkļi koelenterē Tos parasti klasificē kā vienkāršus daudzšūnu organismus. Dabā ir aptuveni 20 tūkstoši sugu. Daudzām no tām ir raksturīga pievienota forma, ko sauc par polipu. Parasti tās ir hidras, jūras anemones utt., bet ir arī brīvi peldoši organismi - medūzas. Viņiem visiem ir vienots struktūras plāns – divi slāņi ar dobumu iekšpusē. Ilgstošs koelenterātu pētījums parādīja, ka to šūnu diferenciācija ir augstāka nekā sūkļiem, un ir arī nervu šūnas, kas veidojas. nervu sistēma difūzs tips.
Tādējādi sistematizēšana un vispārējā klasifikācija visas organiskās pasaules uz mūsu planētas ļauj mums labāk izpētīt tās veidus. Tas ļauj raksturot daudzveidīgo organismu savstarpējās attiecības un dot tiem kopīgus nosaukumus, kas savukārt atvieglo zinātniskās informācijas apmaiņu starp dažādu valstu zinātniekiem.
Taksonomijas metodes
Salīdzinošā morfoloģiskā metode ( galvenā sistemātikas metode) - balstās uz salīdzinošiem morfoloģijas datiem un sniedz visvairāk informācijas par taksonu attiecībām sugu un ģints līmenī; izmantojot šī metode pētīt organismu makrostruktūru; metode neprasa sarežģītu aprīkojumu.
Salīdzinošās anatomiskās, embrioloģiskās un ontoģenētiskās metodes (salīdzinošās anatomiskās metodes varianti) - ar to palīdzību viņi pēta audu mikroskopiskās struktūras, embriju maisiņus, gametoģenēzes pazīmes, embrija apaugļošanu un attīstību, kā arī turpmākās attīstības un atsevišķu augu orgānu veidošanās raksturu. ; Šīm metodēm nepieciešama progresīva tehnoloģija (elektronu un skenējošā mikroskopija).
Salīdzinošās citoloģiskās un karioloģiskās metodes - ļauj analizēt organismu īpašības šūnu līmenī , palīdzot noteikt formu hibrīda raksturu un pētīt sugu populācijas mainīgumu.
Palinoloģiskā metode - izmanto datus no palinoloģijas (zinātnes, kas pēta augu sporu čaumalu un putekšņu graudu struktūru) un ļauj, pamatojoties uz labi saglabājušām sporu un ziedputekšņu čaumalām, noteikt izmirušo augu vecumu.
Ekoloģiski ģenētiskā metode - saistīts ar eksperimentiem par augu kultūru; padara to iespējamu neatkarīgi no faktoriem dabiska vide izpētīt rakstzīmju mainīgumu, mobilitāti un noteikt taksona fenotipiskās reakcijas robežas.
Hibridoloģiskā metode - pamatojoties uz taksonu hibridizācijas pētījumu; svarīgas filoģenēzes un sistemātikas jautājumu risināšanā.
Ģeogrāfiskā metode - ļauj analizēt taksonu izplatību un to biotopu iespējamo dinamiku (ģeogrāfiskās izplatības apgabalu), kā arī organismu mainīgumu, kas saistīts ar ģeogrāfiski mainīgiem dabas faktoriem.
Papildus minētajām metodēm taksonomijā tiek izmantotas imūnķīmiskās un fizioloģiskās metodes, kā arī entomoloģijas, arheoloģijas un valodniecības dati, kas sniedz informāciju par kukaiņu kaitēkļiem un vietām, kur audzēšanā tiek ieviesti svarīgākie lauksaimniecības augi.
Rīsi. 7.2.1. Tabakas mozaīkas vīruss(A – elektronu mikrogrāfs, B – modelis).
Vīrusa daļiņa ( virion) sastāv no nukleīnskābes (DNS vai RNS), ko ieskauj proteīna apvalks - kapsīds, kas sastāv no kapsomēri. Dažādu vīrusu virionu izmēri svārstās no 15 līdz 400 nm (lielākā daļa ir redzami tikai elektronu mikroskops).
Vīrusiem ir šādas īpašības raksturīgās iezīmes:
· nav šūnu struktūras;
· augšanas un binārās dalīšanās nespēja;
· nav savas vielmaiņas sistēmas;
· to atražošanai nepieciešama tikai nukleīnskābe;
· izmantot saimniekšūnu ribosomas, lai veidotu savas olbaltumvielas;
· nevairojas uz mākslīgām barotnēm un var pastāvēt tikai saimnieka organismā;
· nesatur bakterioloģiskie filtri.
Tiek nosaukti mikroorganismu vīrusi fāgi. Tādējādi ir bakteriofāgi (baktēriju vīrusi), mikofāgi (sēnīšu vīrusi), cianofāgi (cianobaktēriju vīrusi). Fāgiem parasti ir daudzšķautņaina prizmatiska galva un piedēklis (7.2.2. att.).
Rīsi. 7.2.2. Fāgas modelis.
Galva ir pārklāta ar kapsomēru apvalku, un tās iekšpusē ir DNS. Process ir proteīna stienis, kas pārklāts ar spirāliski sakārtotu kapsomēru apvalku. Caur pagarinājumu DNS no fāga galvas nonāk skartā mikroorganisma šūnā. Pēc fāga iekļūšanas baktērija zaudē spēju dalīties un sāk ražot nevis savas šūnas vielas, bet gan bakteriofāga daļiņas. Rezultātā baktēriju šūnu siena izšķīst (lizējas), un no tās izdalās nobrieduši bakteriofāgi. Tikai aktīvais fāgs var lizēt baktērijas. Nepietiekami aktīvs fāgs var pastāvēt mikroorganisma šūnā, neizraisot līzi. Kad skartā baktērija vairojas, inficētā izcelsme var nonākt meitas šūnās. Fāgi ir atrodami ūdenī, augsnē un citos dabas objektos. Dažus fāgus izmanto gēnu inženierijā un medicīnā slimību profilaksei.
Divas dabas impērijas. Lielāko daļu dzīvo organismu veido šūnas. Tikai daži ir visvienkāršākie organizēti organismi- vīrusi un fāgi - tiem nav šūnu struktūras. Tāpēc vissvarīgākā īpašība visas dzīvās būtnes ir sadalītas divās impērijās - nešūnu (vīrusi un fāgi) un šūnu jeb kariotos (no grieķu “karion” - kodols) (84. att.).
Nešūnu dzīvības formas - vīrusi un fāgi. Nešūnu impērija sastāv no vienas karaļvalsts – vīrusiem.
Rīsi. 84. Šūnu organismu klasifikācijas shēma
Šūnu dzīvības formas, to dalījums kodolenerģētikā un kodolā. Tipiskā šūnu struktūra, kas raksturīga lielākajai daļai organismu, neradās uzreiz. Būrī, kurā pārstāv senākās no mūsdienu veidi Organismos citoplazma un kodolmateriāls ar DNS vēl nav atdalīti viens no otra, nav membrānas organellu. Pamatojoties uz kodola esamību vai neesamību, šūnu organismi tiek iedalīti divās lielvalstīs: nekodolā (prokarioti) un kodolā (eikarioti) (no grieķu “protos” - pirmais un “eu” - pilnīgi, pilnībā).
Prokarioti. Prokarioti ietver visvienkāršāk organizētās šūnu organismu formas.
Prokariotu lielvalsts ir sadalīta divās valstībās - arhejās un baktērijās.
Arheja. Arhejas ir bez kodola organismi, kas pēc izmēra un formas šūnām ir līdzīgi baktērijām, kurām tās iepriekš tika klasificētas. Tomēr atbilstoši genoma struktūrai proteīnu sintēzes aparāts, šūnu membrānas tās ļoti atšķiras no baktērijām. Lielākā daļa arheju ir ekstremofīli, kas dzīvo apstākļos, kādos nevar pastāvēt citi dzīvi organismi. augstas temperatūras un spiediens dziļūdens termālo avotu tuvumā, piesātinātos sāls šķīdumi, ļoti skābos vai ļoti sārmainos ūdenstilpēs. Dažas arhejas, izmantojot dažādas organiskie savienojumi, ražo metānu, kas nav raksturīgs citiem organismiem. Metānu ražojošās arhejas, kas ir daļa no dažu dzīvnieku un cilvēku zarnu mikrofloras, nodrošina to saimniekus ar vitāli svarīgu B12 vitamīnu.
Baktērijas. Baktērijas valstībā ietilpst zilaļģu un baktēriju apakšvalstis. Zilaļģes iepriekš tika klasificētas kā augi un joprojām dažkārt tiek sauktas par zilaļģēm (85. att.). Šis senie organismi uz zemes. Cianobaktērijām bija milzīga loma augsnes un mūsdienu Zemes atmosfēras veidošanā. Tajos ietilpa tie senie fotosintētiskie vienšūnu organismi, kas, nonākuši simbiozē ar citiem prokariotiem, kļuva par visu mūsdienās pastāvošo zaļo augu hloroplastu priekštečiem.
Starp baktērijām ir purpursarkano proteobaktēriju grupa, kurā ietilpst mitohondriju prokariotiskie senči.
Īstām baktērijām jeb eubaktērijām ir milzīga nozīme vielu bioloģiskajā ciklā dabā un cilvēka saimnieciskajā dzīvē. Raudzēta piena, acidofilu, biezpiena, krējuma, sieru un etiķa ražošana nav iedomājama bez baktēriju iedarbības.
Rīsi. 85.Cianobaktērijas
Pašlaik tiek izmantoti daudzi mikroorganismi rūpnieciskā ražošana cilvēkam vajadzīgs vielas, piemēram, narkotikas. Mikrobioloģiskā rūpniecība ir kļuvusi par nozīmīgu rūpniecības nozari.
Eikarioti. Visi pārējie organismi tiek klasificēti kā kodoli jeb eikarioti. Galvenās eikariotu pazīmes ir parādītas 10. tabulā.
Eikarioti ir sadalīti trīs valstībās: zaļajos augos, sēnēs un dzīvniekos.
Augu valstība ir sadalīta trīs apakšvalstīs: īstās aļģes, sarkanās aļģes (purpuraļģes) un augstākie augi.
Īstās aļģes ir zemāki augi. Starp vairākiem šīs apakšvalsts veidiem ir vienšūnas un daudzšūnu šūnas, kuru šūnas atšķiras pēc struktūras un funkcijas (86. att.).
Rīsi. 86.Īstas aļģes.
1 - vienšūnu; 2 - koloniāls; 3 - caulerpa - daudzkodolu aļģe, kuras ķermenis nav sadalīts šūnās; 4 - pavedienu aļģes; 5 - daudzšūnu čara aļģes
Zīmīgi, ka dažādos aļģu veidos ir tendences pāriet no vienšūnu uz daudzšūnu, uz specializāciju un dzimumšūnu dalīšanos vīrišķajās un mātītēs.
Tādējādi dažādi veidi aļģes, šķiet, mēģina izlauzties uz nākamo stāvu - līdz daudzšūnu organisma līmenim, kur darbojas dažādas šūnas dažādas funkcijas. Pāreja no vienšūnu uz daudzšūnu ir aromorfozes piemērs zaļo augu evolūcijā.
Sarkanās aļģes ir daudzšūnu organismi. Sarkano aļģu krāsu nosaka to šūnās, papildus hlorofilam, sarkano un zilo pigmentu klātbūtne (87. att.). Scarlet aļģes krasi atšķiras no īstām aļģēm ar to, ka pat vīrišķajām gametām – spermatozoīdiem – trūkst flagellu un tās ir nekustīgas.
Rīsi. 87. Purpuraļģes
Augstākajos augos ietilpst augu grupa, kurai ir īpaša asinsvadu sistēma, caur kuru minerālvielas un organisko vielu. Iegādājoties šādu vadošu asinsvadu sistēma bija vissvarīgākā aromorfoze augu evolūcijā. Pie augstākajiem augiem pieskaitāmi sporu nesošie augi – bryofīti, papardes (88. att.) un sēklaugi – ģimnosēkļi, segsēkļi (ziedaugi).
Sporaugi ir pirmie no zaļajiem augiem, kas sasniedz zemi. Tomēr viņu mobilās gametas, kas aprīkotas ar flagellām, spēj pārvietoties tikai ūdenī. Tāpēc šādu izkraušanu nevar uzskatīt par pabeigtu.
Rīsi. 88. Augstākās sporas augi (papardes).
No kreisās puses uz labo - kosa, sēnīte, paparde
Pāreja uz sēklu pavairošanu ļāva augiem attālināties no krastiem iekšzemē, kas tiek uzskatīta par vēl vienu svarīgu aromorfozi augu evolūcijā.
Sēnes. Starp sēnēm ir dažādas formas: maizes pelējums, penicillium pelējums, rūsas sēnes, cepurītes, sēnes. Kopīga iezīme tik daudzveidīgām formām ir sēnes veģetatīvā ķermeņa veidošanās no plāniem zarojošiem pavedieniem, kas veido micēliju.
Ķērpji pieder pie zemāko eikariotu grupas. Šī ir savdabīga organismu grupa, kas radusies simbiozes rezultātā. Ķērpja ķermeni veido sēne, kurā var dzīvot zilaļģes un zaļaļģes.
Dzīvnieki. Ja jautā, ar ko dzīvnieki atšķiras no augiem, parasti var dzirdēt atbildi: "Dzīvnieki ir kustīgi, bet augi ir nekustīgi." Tā būtībā ir pareizā atbilde, lai gan ir zināma kustība augos (mimozas lapas) un nekustīgi dzīvnieki (koraļļu polipi). Bet kāpēc lielākā daļa dzīvnieku ir mobili?
Visi dzīvnieki ir heterotrofiski organismi. Viņi aktīvi ekstrahē organiskās vielas, ēdot noteiktus, parasti dzīvos organismus. Šādas pārtikas iegūšanai nepieciešama mobilitāte. Ar to saistīta dažādu kustību orgānu attīstība (piemēram, amēbu pseidopods, skropstas, kukaiņu spārni, zivju spuras u.c., 89. att.). Ātras kustības nav iespējamas bez kustīga skeleta, pie kura ir piestiprināti muskuļi. Tādā veidā rodas posmkāju ārējais hitīna skelets un mugurkaulnieku iekšējais kaulu skelets.
Rīsi. 89.Posmkāju pārstāvji.
1 - vēzis; 2 - zirneklis; 3 - ķeksītis; 4 - simtkājis; 5 - tauriņš; 6 - lidot; 7 - vabole; 8 - sienāzis
Cita lieta ir saistīta ar mobilitāti. svarīga iezīme dzīvnieki: dzīvnieku šūnās nav blīvu ārējā čaula, saglabājot tikai iekšējo citoplazmas membrānas apvalku. Ūdenī nešķīstošu cieto uzglabāšanas vielu (piemēram, cietes) klātbūtne dzīvnieku šūnā kavētu šūnu kustīgumu. Tāpēc galvenā dzīvnieku uzglabāšanas viela ir viegli šķīstošs polisaharīds - glikogēns.
Dzīvnieku valstība ir sadalīta divās apakšvalstīs: vienšūņi (jeb vienšūnu dzīvnieki) un daudzšūnu dzīvnieki. Morfoloģiski visvienkāršākā ir šūna, funkcionāli tā ir organisms. No tā izriet viņa dabas dualitāte. Orgānu un audu funkcijas vienšūņos veic atsevišķas šūnu sekcijas. Īstiem daudzšūnu organismiem ir raksturīga šūnu savienība dažādi veidi audumā.
- Aprakstiet vīrusus kā ne-šūnu formas.
- Nosauciet visiem šūnu organismiem raksturīgās īpašības.
- Salīdziniet prokariotu un eikariotu šūnu uzbūvi un funkcijas. Izdariet secinājumus.
- Kāda, jūsuprāt, ir taksonomijas praktiskā nozīme? Kādas problēmas tas palīdz atrisināt?
