कोशिका जीवों की संरचना, जीवन गतिविधि, वृद्धि और विकास की एक इकाई है। कोशिकाओं की विविधता. तुलनात्मक विशेषताएँपौधों, जानवरों, बैक्टीरिया, कवक की कोशिकाएँ

कोशिकाओं की संरचना एवं कार्यप्रणाली का अध्ययन करने वाले विज्ञान को कहा जाता है कोशिका विज्ञान . कोशिकाओं के दो बड़े व्यवस्थित समूह हैं - प्रोकार्योटिक और यूकेरियोटिक . प्रोकैरियोटिक कोशिकाएंइनमें वास्तविक केंद्रक (बैक्टीरिया, नीला-हरा शैवाल/सायनोआ) नहीं होता है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में एक केन्द्रक (वायरस को छोड़कर अन्य जीव) होता है।

सिस्टमैटिक्स जीवों के निम्नलिखित साम्राज्यों को अलग करता है: बैक्टीरिया, कवक, पौधे, जानवर। इस तरह के विभाजन का आधार इन जीवों के पोषण के तरीके और कोशिकाओं की संरचना है।

जीवाणु कोशिकाएंनिम्नलिखित संरचनाएँ होती हैं - एक सघन म्यूरिन कोशिका भित्ति, एक गोलाकार डीएनए अणु (न्यूक्लियॉइड), राइबोसोम, मेसोसोम (झिल्ली की तह), छोटा गोलाकार डीएनए (प्लास्मिड)। पोषण की विधि के अनुसार जीवाणुओं को विभाजित किया जाता है स्वपोषी (में विभाजित हैं फोटोट्रॉफ़्स,प्रकाश द्वारा पोषित, और रसोपोषी,अकार्बनिक यौगिकों से ऊर्जा द्वारा संचालित ) और हेटरोट्रॉफ़्स (अन्य जीवों से कार्बनिक पदार्थ पर भोजन करना ) .

पादप कोशिकाओं में केवल उनकी विशेषता वाले प्लास्टिड होते हैं - क्लोरोप्लास्ट (हरा), ल्यूकोप्लास्ट (सफ़ेद) और क्रोमोप्लास्ट (लाल, पीला और नीला); सेलूलोज़ की कोशिका भित्ति, और कोशिका रस के साथ बड़ी रिक्तिकाएँ भी होती हैं। कोशिका विभाजन के दौरान कोशिका झिल्ली से एक मेटाफ़ेज़ प्लेट बनती है, जो गुणसूत्रों को अलग करती है। आरक्षित पदार्थ स्टार्च है। उनकी असीमित वृद्धि है, "अंग प्रणाली" की कोई अवधारणा नहीं है। ऑटोट्रॉफ़्स, शायद ही कभी मिक्सोट्रॉफ़्स (फोटो- और हेटरोट्रॉफ़्स)।

जंतु कोशिकाओं में सघन कोशिका भित्ति नहीं होती है। वे घिरे हुए हैं कोशिका झिल्लीजिसके माध्यम से पर्यावरण के साथ पदार्थों का आदान-प्रदान होता है। रिक्तिकाएं छोटी (सिकुड़ी हुई और पाचनशील) होती हैं, वहां एक कोशिका केंद्र होता है जो विभाजन के दौरान गुणसूत्रों को फैलाता है। आरक्षित पदार्थ ग्लाइकोजन है। विकास सीमित है, अंगों की संख्या सख्ती से परिभाषित है। हेटरोट्रॉफ़्स।

कवक कोशिकाएं पौधों की तरह एक कोशिका भित्ति से ढकी होती हैं, लेकिन जानवरों में गोले की तरह काइटिन से बनी होती हैं। विकास असीमित है. हेटरोट्रॉफ़्स। आरक्षित पदार्थ ग्लाइकोजन और वसा की बूंदें हैं।

2.3. कोशिका का रासायनिक संगठन. अकार्बनिक और की संरचना और कार्यों का संबंध कार्बनिक पदार्थ(प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, एटीपी) जो कोशिका बनाते हैं। विश्लेषण के आधार पर जीवों के संबंध का औचित्य रासायनिक संरचनाउनकी कोशिकाएँ

2.3.1. अकार्बनिक पदार्थकोशिकाओं

कोशिका में मौजूद सभी तत्वों को कोशिका में उनकी सामग्री के आधार पर समूहों में विभाजित किया गया है:

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स – एच, ओ, एन, सी,(बायोजेन्स, के सबसेसजीव पदार्थ इनसे मिलकर बनता है), Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;

तत्वों का पता लगाना- बी, नी, सीयू, सीओ, जेएन, एमबी, आदि;

Ultramicroelements-उ, रा, औ, पब, हग, से आदि।

कोशिका के अकार्बनिक यौगिक - पानीऔर अकार्बनिकआयन।

सभी जैवरासायनिक अभिक्रियाएँ जलीय विलयनों में होती हैं।

भौतिक गुणपानी: चूंकि पानी के अणु ध्रुवीय होते हैं, इसलिए पानी में अन्य पदार्थों के ध्रुवीय अणुओं को घोलने का गुण होता है। वे पदार्थ जो जल में घुलनशील होते हैं, कहलाते हैं हाइड्रोफिलिक. वे पदार्थ जो जल में अघुलनशील होते हैं, कहलाते हैं हाइड्रोफोबिक (लिपिड, वैक्स, स्टेरॉयड).

जल की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता उच्च होती है। पानी का यह गुण शरीर में गर्मी का संतुलन बनाए रखना सुनिश्चित करता है।

पानी का क्वथनांक कई अन्य पदार्थों की तुलना में अधिक होता है। पानी का यह गुण शरीर को अधिक गर्मी से बचाता है।

हाइड्रोजन बांड पानी की चिपचिपाहट और अन्य पदार्थों के अणुओं के साथ इसके अणुओं के आसंजन को निर्धारित करते हैं। अणुओं के आसंजन की शक्तियों के कारण पानी की सतह पर एक फिल्म बन जाती है, जिसमें ऐसी विशेषता होती है: सतह तनाव.

जल के जैविक कार्य. पानी कोशिका और शरीर में पदार्थों की गति, पदार्थों के अवशोषण और चयापचय उत्पादों के उत्सर्जन को सुनिश्चित करता है। प्रकृति में, पानी अपशिष्ट उत्पादों को मिट्टी और जल निकायों तक ले जाता है।

अकार्बनिक आयन. कोशिका के अकार्बनिक आयनों में शामिल हैं: धनायन K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, NH 3 + और ऋणायन Cl -, NO 3 -, H 2 PO 4 -, NCO 3 -, HPO 4 2-।

धनायनों और ऋणायनों की संख्या के बीच अंतर (Na + , का + , सीएल -) सतह पर और कोशिका के अंदर एक क्रिया क्षमता का उद्भव प्रदान करता है, जो तंत्रिका और मांसपेशियों की उत्तेजना को रेखांकित करता है।

ऋणायन फॉस्फोरिकअम्ल बनाते हैं फॉस्फेट बफर सिस्टम, शरीर के अंतःकोशिकीय वातावरण के pH को 6.9 के स्तर पर बनाए रखना।

कार्बोनिक एसिड और उसके आयन एक बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम बनाते हैं और बाह्य कोशिकीय माध्यम (रक्त प्लाज्मा) का पीएच 7.4 पर बनाए रखते हैं।

नाइट्रोजन यौगिक खनिज पोषण, प्रोटीन के संश्लेषण, न्यूक्लिक एसिड के स्रोत के रूप में कार्य करते हैं। फॉस्फोरस परमाणु न्यूक्लिक एसिड, फॉस्फोलिपिड्स, साथ ही कशेरुक की हड्डियों, आर्थ्रोपोड्स के चिटिनस कवर का हिस्सा हैं। कैल्शियम आयन हड्डी पदार्थ का हिस्सा हैं; वे मांसपेशियों के संकुचन, रक्त के थक्के जमने के कार्यान्वयन के लिए भी आवश्यक हैं।

कार्यों के उदाहरण

2.5। चयापचय: ​​ऊर्जा और प्लास्टिक चयापचय, उनका संबंध। एंजाइम, उनकी रासायनिक प्रकृति, चयापचय में भूमिका। ऊर्जा चयापचय के चरण. किण्वन और श्वसन. प्रकाश संश्लेषण, इसका महत्व, ब्रह्मांडीय भूमिका। प्रकाश संश्लेषण के चरण. प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश और अँधेरी प्रतिक्रियाएँ, उनका संबंध। रसायनसंश्लेषण। पृथ्वी पर रसायन संश्लेषक जीवाणुओं की भूमिका

2.5.1. ऊर्जा और प्लास्टिक चयापचय, उनका संबंध

मेटाबॉलिज्म (चयापचय)संश्लेषण और विभाजन की परस्पर संबंधित प्रक्रियाओं का एक समूह है रासायनिक पदार्थशरीर में होने वाला. प्लास्टिक में विभाजित ( उपचय, आत्मसात्करण), पदार्थ बनते हैं और ऊर्जा की खपत होती है, और ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है ( अपचय, विसंकरण), ऊर्जा की रिहाई के साथ पदार्थों का क्षय।

जीवित प्राणी अपनी जीवन गतिविधि के लिए प्रकाश और रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं। हरे पौधे - स्वपोषक , - ऊर्जा का उपयोग करके प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में कार्बनिक यौगिकों को संश्लेषित करें सूरज की रोशनी. उनका कार्बन का स्रोत कार्बन डाइऑक्साइड है। कई स्वपोषी प्रोकैरियोट्स इस प्रक्रिया में ऊर्जा प्राप्त करते हैं chemosynthesis– अकार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण. उनके लिए सल्फर, नाइट्रोजन, कार्बन के यौगिक ऊर्जा स्रोत हो सकते हैं। विषमपोषणजों जैविक कार्बन स्रोतों का उपयोग करें, अर्थात तैयार जैविक पदार्थ पर भोजन करें। पौधों में ऐसे भी हो सकते हैं जो मिश्रित तरीके से भोजन करते हैं ( मिश्रित रूप से) - सनड्यू, वीनस फ्लाईट्रैप या यहां तक ​​कि विषमपोषी रूप से - रैफलेसिया। एककोशिकीय जानवरों के प्रतिनिधियों में से हरे यूग्लीना को मिक्सोट्रॉफ़ माना जाता है।

एंजाइम, उनकी रासायनिक प्रकृति, चयापचय में भूमिका. एंजाइम हमेशा विशिष्ट प्रोटीन-उत्प्रेरक होते हैं। एक नियम के रूप में, वे एक निश्चित प्रकार की प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करते हैं। एंजाइम अणु की विशिष्ट विशेषताओं को इसकी संरचना और गुणों द्वारा समझाया गया है। एंजाइम अणु में एक सक्रिय केंद्र होता है, जिसका स्थानिक विन्यास उन पदार्थों के स्थानिक विन्यास से मेल खाता है जिनके साथ एंजाइम संपर्क करता है। इसके सब्सट्रेट को पहचानने के बाद, एंजाइम इसके साथ संपर्क करता है और इसके परिवर्तन को तेज करता है।

एंजाइमों की गतिविधि तापमान, माध्यम की अम्लता, सब्सट्रेट की मात्रा जिसके साथ यह बातचीत करती है, पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, एंजाइम गतिविधि बढ़ जाती है। हालाँकि, ऐसा कुछ सीमा तक ही होता है, क्योंकि. पर्याप्त पर उच्च तापमानप्रोटीन विकृत हो जाता है। वह वातावरण जिसमें एंजाइम कार्य कर सकते हैं, प्रत्येक समूह के लिए अलग-अलग होता है। ऐसे एंजाइम होते हैं जो अम्लीय या कमजोर दोनों में सक्रिय होते हैं अम्लीय वातावरणया क्षारीय में या कमजोर रूप से क्षारीय वातावरण. अम्लीय वातावरण में एंजाइम सक्रिय होते हैं आमाशय रसस्तनधारियों में. कमजोर क्षारीय वातावरण में, आंतों के रस एंजाइम सक्रिय होते हैं। अग्न्याशय का पाचन एंजाइम क्षारीय वातावरण में सक्रिय होता है। अधिकांश एंजाइम तटस्थ वातावरण में सक्रिय होते हैं।

2.5.2. कोशिका में ऊर्जा चयापचय (विघटन)

ऊर्जा विनिमय- यह ऊर्जा की रिहाई के साथ कार्बनिक यौगिकों के क्रमिक अपघटन की रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक सेट है, जिसका एक हिस्सा एटीपी के संश्लेषण पर खर्च किया जाता है।

प्रथम चरण – PREPARATORY . में जठरांत्र पथयह बहुकोशिकीय जीवों द्वारा किया जाता है पाचक एंजाइम. एककोशिकीय जीवों में, ये लाइसोसोम के एंजाइम होते हैं। पहला कदम प्रोटीन का टूटना है। अमीनो एसिड को, वसा को ग्लिसरॉल को और वसायुक्त अम्ल, पॉलीसेकेराइड से मोनोसैकेराइड, न्यूक्लिक एसिड से न्यूक्लियोटाइड।इस प्रक्रिया को पाचन कहते हैं। उत्पन्न ऊर्जा ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती है और संग्रहीत नहीं होती है।

दूसरा चरण – ऑक्सीजन में कमी (ग्लाइकोलाइसिस ). इसका जैविक अर्थ 2 एटीपी अणुओं के रूप में ऊर्जा के संचय के साथ ग्लूकोज के क्रमिक टूटने और ऑक्सीकरण की शुरुआत में निहित है। ग्लाइकोलाइसिस कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में होता है। इसमें एक ग्लूकोज अणु को पाइरुविक एसिड (पाइरूवेट) के दो अणुओं और दो एटीपी अणुओं में परिवर्तित करने की कई क्रमिक प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिसके रूप में ग्लाइकोलाइसिस के दौरान जारी ऊर्जा का हिस्सा संग्रहीत होता है: सी 6 एच 12 ओ 6 + 2 एडीपी + 2 एफ = 2सी 3 एच 4 ओ 3 + 2एटीपी। शेष ऊर्जा ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती है।

खमीर और पौधों की कोशिकाओं में ( ऑक्सीजन की कमी के साथ) पाइरूवेट टूट जाता है इथेनॉलऔर कार्बन डाइऑक्साइड. इस प्रक्रिया को कहा जाता है अल्कोहलिक किण्वन .

ग्लाइकोलाइसिस में संग्रहीत ऊर्जा उन जीवों के लिए बहुत कम है जो श्वसन के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं। इसीलिए भारी भार और ऑक्सीजन की कमी के कारण मनुष्यों सहित जानवरों की मांसपेशियों में लैक्टिक एसिड (सी 3 एच 6 ओ 3) बनता है, जो लैक्टेट के रूप में जमा हो जाता है। मांसपेशियों में दर्द होता है. अप्रशिक्षित लोगों में यह प्रशिक्षित लोगों की तुलना में तेजी से होता है।

तीसरा चरण – ऑक्सीजन , जिसमें लगातार दो प्रक्रियाएं शामिल हैं - क्रेब्स चक्र, जिसका नाम नोबेल पुरस्कार विजेता हंस क्रेब्स के नाम पर रखा गया है, और ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन। इसका अर्थ इस बात में निहित है कि ऑक्सीजन श्वासपाइरूवेट को अंतिम उत्पादों - कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकरण किया जाता है, और ऑक्सीकरण के दौरान निकलने वाली ऊर्जा 36 एटीपी अणुओं के रूप में संग्रहीत होती है। ऑक्सीडेटिव फाृॉस्फॉरिलेशन या कोशिकीय श्वसन माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्लियों पर होता है। ऊर्जा का कुछ भाग ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाता है, और कुछ भाग एटीपी के निर्माण पर खर्च हो जाता है।

ऊर्जा चयापचय की कुल प्रतिक्रिया:

सी 6 एच 12 ओ 6 + 6ओ 2 = 6सीओ 2 + 6एच 2 ओ + 38एटीपी। (ग्लाइकोलाइसिस के चरण में 2 एटीपी + सेलुलर श्वसन के चरण में 36)

2.5.3. प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण

प्रकाश संश्लेषण के क्षेत्र में अनुसंधान 1630 में डचमैन वैन हेलमोंट के प्रयोगों से शुरू हुआ। उन्होंने सिद्ध किया कि पौधे मिट्टी से कार्बनिक पदार्थ प्राप्त नहीं करते, बल्कि उन्हें स्वयं बनाते हैं। 1771 में जोसेफ प्रिस्टले ने पौधों द्वारा वायु के "सुधार" को सिद्ध किया। कांच की टोपी के नीचे रखकर, उन्होंने सुलगती मशाल द्वारा छोड़ी गई कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित किया।

प्रकाश संश्लेषण- यह प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) और पानी से कार्बनिक यौगिकों के निर्माण और हरे पौधों के क्लोरोप्लास्ट और कुछ प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया के हरे रंगद्रव्य में होने की प्रक्रिया है।

प्रोकैरियोट्स के क्लोरोप्लास्ट और साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की परतों में एक हरा रंगद्रव्य होता है - क्लोरोफिल. क्लोरोफिल अणु सूर्य के प्रकाश की क्रिया से उत्तेजित होने और अपने इलेक्ट्रॉनों को दान करने और उन्हें उच्च ऊर्जा स्तर पर ले जाने में सक्षम है। इलेक्ट्रॉन वापस नहीं गिरते, बल्कि इलेक्ट्रॉन वाहक (एनएडीपी + -) द्वारा उठा लिए जाते हैं निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट). साथ ही, उनके द्वारा पहले जमा की गई ऊर्जा आंशिक रूप से एटीपी के निर्माण पर खर्च होती है।

"प्रकाश चरण"वह चरण है जिस पर क्लोरोफिल द्वारा अवशोषित प्रकाश ऊर्जा इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में विद्युत रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। वाहक प्रोटीन और एटीपी सिंथेज़ की भागीदारी के साथ ग्रैन झिल्लियों में प्रकाश में किया जाता है।

जब क्लोरोफिल उत्तेजित होता है, तो इसका अणु पानी से हाइड्रॉक्सिल को अलग करता है, उसमें से एक इलेक्ट्रॉन को अलग करता है, और जमीनी अवस्था में वापस आ जाता है। 4 हाइड्रॉक्सिल एक पानी का अणु बनाते हैं, फिर से चक्र और ऑक्सीजन में लौट आते हैं, जो कि है उपोत्पादप्रकाश संश्लेषण. समय के साथ, प्रोटॉन थायलाकोइड के अंदर जमा हो जाते हैं, क्योंकि। वे पानी के फोटोलिसिस (क्लोरोफिल की मदद से प्रकाश द्वारा विखंडन) में भाग नहीं लेते हैं। एक संभावित अंतर बनता है. एक निश्चित स्तर तक पहुंचने के बाद, थायलाकोइड झिल्ली में एक चैनल - एटीपी - सिंथेज़ चालू हो जाता है। यह प्रोटॉन को क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा (आंतरिक स्थान) में भेजता है। संचरण ऊर्जा की कीमत पर एटीपी का संश्लेषण होता है। प्रोटॉन स्वयं NADP द्वारा उठाए जाते हैं।

प्रकाश प्रतिक्रियाओं के परिणाम हैं: मुक्त ऑक्सीजन के निर्माण के साथ पानी का फोटोलिसिस, एटीपी संश्लेषण, एनएडीपी + से एनएडीपी एच में कमी। इस प्रकार, प्रकाश की आवश्यकता केवल एटीपी और एनएडीपी-एच के संश्लेषण के लिए होती है।

"अंधेरा चरण"- एटीपी और एनएडीपी एच की ऊर्जा का उपयोग करके क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा (ग्रैना के बीच का स्थान) में सीओ 2 को ग्लूकोज में परिवर्तित करने की प्रक्रिया।

कार्बन डाइऑक्साइड का एक अणु पांच-कार्बन चीनी से जुड़ा होता है, फिर यह दो तीन-कार्बन शर्करा में टूट जाता है। पदार्थों के आगे के परिवर्तन या तो कार्बन के उन्मूलन या श्रृंखला विस्तार तक कम हो जाते हैं। यह केल्विन चक्र में होता है, जो कई प्रकार के पदार्थों, मुख्य रूप से ग्लूकोज के संश्लेषण तक पहुंच प्रदान करता है।

समग्र प्रकाश संश्लेषण समीकरण है -

प्रकाश संश्लेषण का महत्व. प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, मुक्त ऑक्सीजन बनती है, जो जीवों के श्वसन के लिए आवश्यक है, ऑक्सीजन से - पराबैंगनी विकिरण से सुरक्षा के लिए एक ओजोन स्क्रीन, प्रकाश संश्लेषण कार्बनिक पदार्थों के उत्पादन को सुनिश्चित करता है, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता को कम करता है।

chemosynthesis- अकार्बनिक यौगिकों (नाइट्रोजन, लोहा, सल्फर) की ऊर्जा के कारण अकार्बनिक से कार्बनिक यौगिकों का निर्माण। रसायन संश्लेषक प्रतिक्रियाएं कई प्रकार की होती हैं:

1) अमोनिया का नाइट्रोजनयुक्त में ऑक्सीकरण और नाइट्रिक एसिडनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया:

2) लौह लौह का त्रिसंयोजक लौह बैक्टीरिया में रूपांतरण:

3) सल्फर बैक्टीरिया द्वारा हाइड्रोजन सल्फाइड का सल्फर या सल्फ्यूरिक एसिड में ऑक्सीकरण

केमोसिंथेटिक्स चट्टानों को नष्ट करते हैं, अपशिष्ट जल को शुद्ध करते हैं और खनिजों के निर्माण में भाग लेते हैं।

2.6। प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड का जैवसंश्लेषण। जैवसंश्लेषक प्रतिक्रियाओं की मैट्रिक्स प्रकृति। एक कोशिका में आनुवंशिक जानकारी. जीन, आनुवंशिक कोड और उसके गुण

जीनकिसी जीव की वंशानुगत जानकारी की एक इकाई है।

जेनेटिक कोड - अमीनो एसिड के लिए न्यूक्लियोटाइड ट्रिपलेट्स (एमआरएनए - कोडन पर) का पत्राचार। आनुवंशिक कोड त्रिक है, पृथ्वी पर सभी जीवों के लिए सार्वभौमिक है, पतित है (प्रत्येक अमीनो एसिड एक से अधिक कोडन द्वारा एन्क्रिप्ट किया गया है)। जीन के बीच विराम चिह्न, स्टॉप कोडन होते हैं।

प्रोटीन जैवसंश्लेषणएक प्रकार का प्लास्टिक एक्सचेंज है जिसमें जेनोआ से जानकारी प्रोटीन में स्थानांतरित की जाती है। डीएनए से ली गई आनुवंशिक जानकारी और आई-आरएनए अणु के कोड में अनुवादित किया जाना चाहिए, यानी व्यक्त किया जाना चाहिए। किसी विशेष जीव की विशेषताओं में स्वयं को प्रकट करना। ये लक्षण प्रोटीन द्वारा निर्धारित होते हैं। प्रोटीन जैवसंश्लेषण कोशिकाद्रव्य में राइबोसोम पर होता है। यहीं पर दूत आरएनए कोशिका के केंद्रक से आता है। DNA अणु पर mRNA का संश्लेषण कहलाता है TRANSCRIPTION, तो राइबोसोम पर प्रोटीन संश्लेषण कहलाता है प्रसारण।टी-आरएनए अणु के अंत में एक अमीनो एसिड संलग्न करने के लिए एक मंच होता है, और शीर्ष पर न्यूक्लियोटाइड्स का एक ट्रिपलेट होता है जो एक विशिष्ट ट्रिपलेट का पूरक होता है - एमआरएनए पर एक कोडन। इस त्रिक को एंटिकोडन कहा जाता है।

राइबोसोम एमआरएनए के साथ चलता है, एक नया अमीनो एसिड आने पर तीन न्यूक्लियोटाइड को स्थानांतरित करता है, उन्हें एक नए एंटिकोडन के लिए मुक्त करता है। परिणामस्वरूप, अमीनो एसिड के बीच एक पेप्टाइड बंधन बनता है।

प्रोटीन संश्लेषण तब तक जारी रहता है जब तक तीन स्टॉप कोडन - यूएए, यूएजी, या यूजीए - में से एक राइबोसोम पर नहीं पाया जाता है। एक एमआरएनए अणु में कई राइबोसोम होते हैं जो बनते हैं पॉलीसोम.

मैट्रिक्स संश्लेषण प्रतिक्रियाएं. मैट्रिक्स संश्लेषण प्रतिक्रियाओं में शामिल हैं प्रतिकृतिडीएनए, डीएनए पर आई-आरएनए संश्लेषण ( TRANSCRIPTION), और एमआरएनए पर प्रोटीन संश्लेषण ( प्रसारण), साथ ही वायरस के आरएनए पर आरएनए या डीएनए का संश्लेषण (रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन)।

डी एन ए की नकल. अणु स्व-दोहरीकरण (प्रतिकृति) करने में सक्षम है। डीएनए अणु द्वारा जानकारी की प्रतिलिपि बनाने में हुई त्रुटियों को ठीक किया जा सकता है ( मरम्मत करना).

हाइड्रोजन बांड के टूटने के बाद बनने वाले प्रत्येक डीएनए स्ट्रैंड पर, एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ की भागीदारी के साथ, डीएनए की एक बेटी स्ट्रैंड को संश्लेषित किया जाता है। प्रतिकृति का जैविक अर्थ मूल अणु से बच्चों तक वंशानुगत जानकारी के सटीक संचरण में निहित है।

कोशिका जीवित प्राणियों की आनुवंशिक इकाई है। गुणसूत्र, उनकी संरचना (आकार और आकार) और कार्य। गुणसूत्रों की संख्या और उनकी प्रजाति स्थिरता। दैहिक और रोगाणु कोशिकाओं की विशेषताएं। कोशिका जीवन चक्र: इंटरफ़ेज़ और माइटोसिस। माइटोसिस दैहिक कोशिकाओं का विभाजन है। अर्धसूत्रीविभाजन. माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के चरण। पौधों और जानवरों में रोगाणु कोशिकाओं का विकास। माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के बीच समानताएं और अंतर, उनका महत्व। कोशिका विभाजन जीवों की वृद्धि, विकास और प्रजनन का आधार है। पीढ़ियों में गुणसूत्रों की संख्या की स्थिरता सुनिश्चित करने में अर्धसूत्रीविभाजन की भूमिका

गुणसूत्रों- कोशिका संरचनाएं जो वंशानुगत जानकारी संग्रहीत और संचारित करती हैं। एक गुणसूत्र डीएनए और प्रोटीन से बना होता है। डीएनए से जुड़े प्रोटीन का एक कॉम्प्लेक्स बनता है क्रोमेटिन. गुणसूत्र एक छड़ के आकार की संरचना होती है और इसमें दो बहनें होती हैं क्रोमेटिडोंक्षेत्र में सेंट्रोमियर द्वारा आयोजित किया जाता है प्राथमिक संकुचन. किसी जीव में गुणसूत्रों के द्विगुणित (डबल) सेट को कहा जाता है कुपोषण .

जीवों की प्रत्येक प्रजाति में गुणसूत्रों की एक निश्चित संख्या, आकार और संरचना होती है। मानव कैरियोटाइप में 46 गुणसूत्र होते हैं - 44 ऑटोसोम (दोनों लिंगों के लिए समान) और 2 लिंग गुणसूत्र। नर विषमयुग्मक (XY लिंग गुणसूत्र) होते हैं और मादा समयुग्मक (XX लिंग गुणसूत्र) होती हैं।

कोशिका जीवन चक्र. interphase. पिंजरे का बँटवारा.

कोशिका जीवन चक्र- यह उसके जीवन का विभाजन से विभाजन तक का काल है।

कोशिका चक्रमें विभाजित interphaseआनुवंशिक सामग्री की सटीक प्रतिलिपि और वितरण के साथ पिंजरे का बँटवारा- अन्य सेलुलर घटकों के दोगुना होने के बाद उचित कोशिका विभाजन।

interphaseदो प्रभागों के बीच की अवधि है। इस अवधि के दौरान कोशिका विभाजन के लिए तैयारी करती है। गुणसूत्रों में DNA की मात्रा दोगुनी हो जाती है।

इंटरफ़ेज़ के अंत तक, प्रत्येक गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड होते हैं, जो माइटोसिस के दौरान स्वतंत्र गुणसूत्र बन जाएंगे।

पिंजरे का बँटवाराकेवल यूकेरियोटिक कोशिकाओं में होता है। माइटोसिस के परिणामस्वरूप, प्रत्येक परिणामी बेटी नाभिक को जीन का वही सेट प्राप्त होता है जो मूल कोशिका को था। द्विगुणित और अगुणित दोनों नाभिक समसूत्री विभाजन में प्रवेश कर सकते हैं। माइटोसिस के दौरान, मूल के समान प्लोइडी के नाभिक प्राप्त होते हैं। माइटोसिस में कई क्रमिक चरण होते हैं:

प्रोफेज़. दोहरे सेंट्रीओल्स कोशिका के विभिन्न ध्रुवों (भागों) की ओर विचरण करते हैं कोशिका केंद्र). सूक्ष्मनलिकाएं उनसे गुणसूत्रों के सेंट्रोमीटर तक फैलती हैं, जिससे विभाजन की धुरी बनती है। गुणसूत्र मोटे होते हैं और प्रत्येक गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड होते हैं।

मेटाफ़ेज़. इस चरण में, दो क्रोमैटिड से युक्त गुणसूत्र स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। वे कोशिका के भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध होकर एक मेटाफ़ेज़ प्लेट बनाते हैं।

एनाफ़ेज़. क्रोमैटिड्स समान गति से कोशिका के ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं। सूक्ष्मनलिकाएं छोटी हो जाती हैं।

टीलोफ़ेज़. पुत्री क्रोमैटिड कोशिका के ध्रुवों तक पहुंचते हैं। सूक्ष्मनलिकाएं गायब हो जाती हैं। गुणसूत्र सर्पिलीकृत हो जाते हैं और फिलामेंटस रूप में वापस आ जाते हैं। बनाया परमाणु लिफाफा, न्यूक्लियोलस, राइबोसोम।

साइटोकाइनेसिस- साइटोप्लाज्म के विभाजन की प्रक्रिया। कोशिका के मध्य भाग में कोशिका झिल्ली अंदर की ओर खींची जाती है। एक विखंडन खाँचा बनता है, जैसे-जैसे यह गहरा होता जाता है, कोशिका द्विभाजित हो जाती है।

अर्धसूत्रीविभाजन. अर्धसूत्रीविभाजन कोशिका नाभिक के विभाजन की प्रक्रिया है, जिससे गुणसूत्रों की संख्या आधी हो जाती है और युग्मक का निर्माण होता है। अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप, एक द्विगुणित कोशिका (2n) चार का निर्माण करती है अगुणित कोशिकाएं(एन)।

अर्धसूत्रीविभाजन में इंटरफ़ेज़ में एकल डीएनए प्रतिकृति से पहले दो क्रमिक विभाजन होते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन के प्रथम विभाजन की पूर्वावस्था की मुख्य घटनाएँ इस प्रकार हैं:

- समजातीय गुणसूत्र पूरी लंबाई के साथ संयुक्त होते हैं या, जैसा कि वे कहते हैं, संयुग्मित होते हैं। संयुग्मन के दौरान, गुणसूत्र जोड़े बनते हैं - द्विसंयोजक (टेट्राड);

- परिणामस्वरूप, दो समजात गुणसूत्रों या चार क्रोमैटिडों से युक्त कॉम्प्लेक्स बनते हैं;

- प्रोफ़ेज़ के अंत में, समजात गुणसूत्रों के बीच एक क्रॉसिंग ओवर (क्रॉसओवर) होता है: गुणसूत्र एक दूसरे के साथ समजात क्षेत्रों का आदान-प्रदान करते हैं। यह क्रॉसिंग ओवर है जो बच्चों को उनके माता-पिता से प्राप्त आनुवंशिक जानकारी की विविधता सुनिश्चित करता है।

रूपक में I गुणसूत्र धुरी के भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं। सेंट्रोमियर ध्रुवों की ओर मुख किए हुए हैं।

एनाफेज I - स्पिंडल धागे छोटे हो जाते हैं, समजात गुणसूत्र, दो क्रोमैटिड से मिलकर, कोशिका के ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं, जहां गुणसूत्रों के अगुणित सेट बनते हैं (प्रति कोशिका 2 सेट)। इस स्तर पर, गुणसूत्र पुनर्संयोजन होता है, जो संतानों की परिवर्तनशीलता की डिग्री को बढ़ाता है।

टेलोफ़ेज़ I - कोशिकाओं का निर्माण होता है अगुणित सेटगुणसूत्रोंऔर डीएनए की मात्रा दोगुनी हो जाएगी। परमाणु आवरण बनता है। प्रत्येक कोशिका में एक सेंट्रोमियर से जुड़े 2 बहन क्रोमैटिड होते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन के दूसरे विभाजन में प्रोफ़ेज़ II, मेटाफ़ेज़ II, एनाफ़ेज़ II, टेलोफ़ेज़ II और साइटोकाइनेसिस शामिल हैं।

जैविक महत्वअर्धसूत्रीविभाजनइसमें यौन प्रजनन में शामिल कोशिकाओं का निर्माण, प्रजातियों की आनुवंशिक स्थिरता को बनाए रखने के साथ-साथ स्पोरुलेशन भी शामिल है। ऊँचे पौधे. मॉस, फ़र्न और पौधों के कुछ अन्य समूहों के बीजाणु अर्धसूत्रीविभाजन द्वारा बनते हैं। अर्धसूत्रीविभाजन जीवों में संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता का आधार है। मनुष्यों में अर्धसूत्रीविभाजन के उल्लंघन से डाउन रोग, कैट क्राई सिंड्रोम आदि जैसी विकृति हो सकती है।

यौन कोशिकाओं का विकास.

जनन कोशिकाओं के निर्माण की प्रक्रिया को युग्मकजनन कहा जाता है। बहुकोशिकीय जीवों में, शुक्राणुजनन को प्रतिष्ठित किया जाता है - पुरुष जनन कोशिकाओं का निर्माण और अंडजनन - महिला जनन कोशिकाओं का निर्माण।

शुक्राणुजनन- रोगाणु कोशिकाओं के द्विगुणित अग्रदूतों के परिवर्तन की प्रक्रिया - शुक्राणुजनशुक्राणु में.

1. स्पर्मेटोगोनिया को दो बेटी कोशिकाओं में विभाजित किया जाता है - प्रथम क्रम के स्पर्मेटोसाइट्स।

2. पहले क्रम के शुक्राणुकोशिकाओं को अर्धसूत्रीविभाजन (प्रथम प्रभाग) द्वारा दो बेटी कोशिकाओं - दूसरे क्रम के शुक्राणुकोशिकाओं में विभाजित किया जाता है।

3. दूसरे क्रम के शुक्राणुकोशिकाएं दूसरा अर्धसूत्रीविभाजन शुरू करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप 4 अगुणित शुक्राणु बनते हैं।

4. विभेदन के बाद शुक्राणु परिपक्व शुक्राणु में बदल जाते हैं।

मॉस और फर्न में, शुक्राणु एथेरिडिया में विकसित होते हैं; एंजियोस्पर्म में, वे पराग नलिकाओं में बनते हैं (माइटोसिस द्वारा विभाजित होने पर, एक अगुणित जनन कोशिका से दो अगुणित शुक्राणु बनते हैं)।

ओवोजेनेसिस- मादाओं में अंडे का निर्माण। जानवरों में, यह अंडाशय में होता है। प्रजनन क्षेत्र में ओवोगोनिया हैं - प्राथमिक रोगाणु कोशिकाएं जो माइटोसिस द्वारा प्रजनन करती हैं।

प्रथम अर्धसूत्रीविभाजन के बाद ओगोनियम से प्रथम क्रम के अंडाणु बनते हैं।

दूसरे अर्धसूत्रीविभाजन के बाद, दूसरे क्रम के अंडाणु बनते हैं, जिनसे एक अंडाणु और तीन दिशात्मक पिंड बनते हैं, जो बाद में मर जाते हैं। अंडे गतिहीन होते हैं, उनका आकार गोलाकार होता है। वे अन्य कोशिकाओं की तुलना में बड़े होते हैं और उनमें भंडार होता है पोषक तत्त्वभ्रूण के विकास के लिए.

मॉस और फ़र्न में, अंडे आर्कगोनियम में विकसित होते हैं, फूलों के पौधों में - फूल के अंडाशय में स्थानीयकृत बीजांड में।

धारा 3
शरीर जैसा जैविक प्रणाली

3.2. जीवों का प्रजनन, उसका महत्व। प्रजनन के तरीके, लैंगिक और अलैंगिक प्रजनन के बीच समानताएं और अंतर। मानव व्यवहार में लैंगिक एवं अलैंगिक प्रजनन का उपयोग। पीढ़ियों में गुणसूत्रों की संख्या की स्थिरता सुनिश्चित करने में अर्धसूत्रीविभाजन और निषेचन की भूमिका। आवेदन कृत्रिम गर्भाधानपौधों और जानवरों में

प्रजनन- यह किसी दी गई प्रजाति के आनुवंशिक रूप से समान व्यक्तियों का प्रजनन है, जो जीवन की निरंतरता और निरंतरता सुनिश्चित करता है।

प्रजनन के निम्नलिखित रूप हैं:

असाहवासिक प्रजनन. प्रजनन का यह रूप एककोशिकीय और बहुकोशिकीय दोनों जीवों की विशेषता है। हालाँकि, अलैंगिक प्रजनन बैक्टीरिया, पौधों और कवक राज्यों में सबसे आम है। जानवरों में, यह विधि मुख्य रूप से प्रोटोजोआ और कोइलेंटरेट्स का प्रजनन करती है।

अलैंगिक प्रजनन के कई तरीके हैं:

- मातृ कोशिका का दो या दो से अधिक कोशिकाओं में सरल विभाजन। इसी प्रकार सभी बैक्टीरिया और प्रोटोजोआ प्रजनन करते हैं।

- शरीर के अंगों द्वारा वानस्पतिक प्रजनन बहुकोशिकीय जीवों की विशेषता है - पौधे, स्पंज, सहसंयोजक, कुछ कीड़े। पौधे कटिंग, लेयरिंग, जड़ संतानों और शरीर के अन्य भागों द्वारा वानस्पतिक रूप से प्रचारित कर सकते हैं।

- बडिंग - वानस्पतिक प्रजनन के विकल्पों में से एक खमीर और आंतों के बहुकोशिकीय जानवरों की विशेषता है।

अलैंगिक प्रजनन आमतौर पर आनुवंशिक रूप से सजातीय संतानों की संख्या में वृद्धि प्रदान करता है, इसलिए इसे अक्सर पौधों के प्रजनकों द्वारा संरक्षित करने के लिए उपयोग किया जाता है उपयोगी गुणकिस्में।

यौन प्रजनन एक प्रक्रिया जिसमें दो व्यक्तियों की आनुवंशिक जानकारी को संयोजित किया जाता है। आनुवंशिक जानकारी का संयोजन तब हो सकता है जब संयुग्मन (सूचना के आदान-प्रदान के लिए व्यक्तियों का अस्थायी संबंध, जैसा कि सिलिअट्स में होता है) और मैथुन (निषेचन के लिए व्यक्तियों का संलयन)एककोशिकीय जानवरों में, साथ ही विभिन्न राज्यों के प्रतिनिधियों में निषेचन के दौरान। विशेष मामलालैंगिक प्रजनन है अछूती वंशवृद्धि(एक अनिषेचित अंडे से विकास) कुछ जानवरों (एफिड्स, ड्रोन मधुमक्खियों) में। आवृतबीजी पौधों में लैंगिक प्रजनन दोहरे निषेचन द्वारा होता है। तथ्य यह है कि अगुणित परागकण फूल के परागकोष में बनते हैं। इन दानों के केन्द्रक दो भागों में विभाजित होते हैं - जननशील और कायिक। स्त्रीकेसर के वर्तिकाग्र पर परागकण अंकुरित होकर परागनलिका का निर्माण करते हैं। जनन केन्द्रक फिर से विभाजित हो जाता है, जिससे दो शुक्राणु बनते हैं। उनमें से एक, अंडाशय में प्रवेश करके, अंडे को निषेचित करता है, और दूसरा दोनों के दो ध्रुवीय नाभिकों में विलीन हो जाता है। केंद्रीय कोशिकाएँभ्रूण एक त्रिगुणित भ्रूणपोष बनाता है।

यौन प्रजनन के दौरान, विभिन्न लिंगों के व्यक्ति युग्मक बनाते हैं। मादाएं अंडे पैदा करती हैं, नर शुक्राणु पैदा करते हैं, और उभयलिंगी व्यक्ति (उभयलिंगी) अंडे और शुक्राणु दोनों पैदा करते हैं। अधिकांश शैवाल में, दो समान रोगाणु कोशिकाएं विलीन हो जाती हैं। अगुणित युग्मकों के संलयन से निषेचन होता है और द्विगुणित युग्मनज का निर्माण होता है। युग्मनज एक नए जीव के रूप में विकसित होता है।

संतानें नए आनुवंशिक संयोजन लेकर आती हैं जो उन्हें उनके माता-पिता और एक-दूसरे से अलग करती हैं।

3.3. ओटोजनी और इसकी अंतर्निहित नियमितताएँ। कोशिकाओं का विशेषज्ञता, ऊतकों, अंगों का निर्माण। जीवों का भ्रूणीय और भ्रूणोत्तर विकास। जीवन चक्रऔर पीढ़ियों का प्रत्यावर्तन। जीवों के बिगड़ा विकास के कारण

ओटोजेनेसिस। ओटोजेनेसिस - यह युग्मनज के बनने से लेकर मृत्यु तक जीव का व्यक्तिगत विकास है। अंतर करना अप्रत्यक्षऔर सीधाओण्टोजेनेसिस। अप्रत्यक्ष विकास(कायापलट) फ्लैटवर्म, मोलस्क, कीड़े, मछली, उभयचर में होता है। उनके भ्रूण अपने विकास में कई चरणों से गुजरते हैं, जिसमें लार्वा चरण भी शामिल है। प्रत्यक्ष विकासगैर-लार्वा या अंतर्गर्भाशयी रूप में होता है। इसमें ओवोविविपैरिटी के सभी रूप, सरीसृपों, पक्षियों और अंडे देने वाले स्तनधारियों के भ्रूणों का विकास, साथ ही कुछ अकशेरुकी (ऑर्थोप्टेरा, अरचिन्ड, आदि) का विकास शामिल है। अंतर्गर्भाशयी विकासमनुष्यों सहित स्तनधारियों में होता है। में व्यक्तिवृत्तदो अवधियों को अलग करें भ्रूण - युग्मनज के निर्माण से लेकर अंडे की झिल्लियों से निकलने तक और प्रसवोत्तर जन्म के क्षण से मृत्यु तक. भ्रूण काल बहुकोशिकीय जीवइसमें निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

युग्मनज;

ब्लासटुला- युग्मनज को कुचलने के बाद बहुकोशिकीय भ्रूण के विकास के चरण। ब्लास्टुलेशन की प्रक्रिया में युग्मनज का आकार नहीं बढ़ता है, जिन कोशिकाओं से यह बनता है उनकी संख्या बढ़ जाती है; एकल-परत भ्रूण के निर्माण के चरण, ढके हुए निषिक्त, और प्राथमिक शरीर गुहा का गठन - ब्लास्टोसील;

गैस्ट्रुला- रोगाणु परतों के निर्माण के चरण - एक्टोडर्म, एंडोडर्म (दो-परत वाले कोइलेंटरेट्स और स्पंज में) और मेसोडर्म (अन्य बहुकोशिकीय जानवरों में तीन-परत में)। आंतों के जानवरों में इस अवस्था में विशेष कोशिकाएँ बनती हैं, जैसे चुभन, जननांग, त्वचा-पेशी आदि। गैस्ट्रुला निर्माण की प्रक्रिया कहलाती है गैस्ट्रुलेशन.

नेरूला- व्यक्तिगत अंगों के बिछाने के चरण।

हिस्टो- और ऑर्गोजेनेसिस- व्यक्तिगत कोशिकाओं और विकासशील भ्रूण के हिस्सों के बीच विशिष्ट कार्यात्मक, रूपात्मक और जैव रासायनिक अंतर की उपस्थिति का चरण। ऑर्गोजेनेसिस में कशेरुक जानवरों में अंतर करना संभव है:

ए) न्यूरोजेनेसिस - न्यूरल ट्यूब (सिर और) के गठन की प्रक्रिया मेरुदंड) एक्टोडर्मल रोगाणु परत से, साथ ही त्वचा, दृष्टि और श्रवण के अंग;

बी) कॉर्डोजेनेसिस - गठन की प्रक्रिया मध्यजनस्तररज्जु, मांसपेशियाँ, गुर्दे, कंकाल, रक्त वाहिकाएं;

ग) गठन की प्रक्रिया से एण्डोडर्मआंतें और संबंधित अंग - यकृत, अग्न्याशय, फेफड़े। ऊतकों एवं अंगों का क्रमिक विकास, उनका विभेदन किसके कारण होता है? भ्रूणीय प्रेरण- भ्रूण के कुछ भागों का अन्य भागों के विकास पर प्रभाव। यह प्रोटीन की गतिविधि के कारण होता है जो भ्रूण के विकास के कुछ चरणों में काम में शामिल होता है।

भ्रूणोत्तर कालमें बांटें अगले कदम:

- वास्तव में पोस्टएम्ब्रायोनिक (यौवन से पहले);

- यौवन की अवधि (कार्यान्वयन प्रजनन कार्य);

- बुढ़ापा और मृत्यु.

आदमी में आरंभिक चरणप्रसवोत्तर काल की विशेषता है गहन विकासस्थापित अनुपात के अनुसार शरीर के अंग और भाग। सामान्य तौर पर, किसी व्यक्ति की भ्रूणोत्तर अवधि को निम्नलिखित अवधियों में विभाजित किया जाता है:

- शिशु (जन्म से 4 सप्ताह तक);

- छाती (4 सप्ताह से एक वर्ष तक);

- प्रीस्कूल (नर्सरी, मिडिल, सीनियर);

- स्कूल (प्रारंभिक, किशोर);

- प्रजनन (45 वर्ष तक युवा, 65 वर्ष तक परिपक्व);

- प्रजनन के बाद (बुजुर्ग 75 वर्ष तक और वृद्ध - 75 वर्ष के बाद)।

काम के तरीके I.V. मिचुरिन

घरेलू प्रजनक आई. वी. मिचुरिन ने लगभग 300 किस्मों का प्रजनन किया फलों के पेड़, दक्षिणी फलों के गुणों और उत्तरी पौधों की स्पष्टता का संयोजन।

बुनियादी कार्य विधियाँ:

- भौगोलिक रूप से दूर की किस्मों का दूरवर्ती संकरण;

- सख्त व्यक्तिगत चयन;

- कठोर बढ़ती परिस्थितियों द्वारा संकरों की "शिक्षा";

- मेंटर विधि का उपयोग करके "प्रभुत्व प्रबंधन" - एक वयस्क पौधे में एक संकर का ग्राफ्टिंग करना जो इसके गुणों को नस्ल की विविधता में स्थानांतरित करता है।

दूर संकरण में गैर-क्रॉसिंग पर काबू पाना:

- प्रारंभिक दृष्टिकोण की विधि - एक प्रजाति (पहाड़ की राख) की कटिंग को नाशपाती के मुकुट पर ग्राफ्ट किया गया। कुछ साल बाद, रोवन के फूलों को नाशपाती के पराग से परागित किया गया। तो पहाड़ी राख और नाशपाती का एक संकर प्राप्त किया गया था;

- मध्यस्थ विधि - 2-चरणीय संकरण। बादाम को अर्ध-संवर्धित डेविड पीच के साथ संकरण कराया गया और फिर परिणामी संकर को एक कल्टीवेटर के साथ संकरण कराया गया। "उत्तरी पीच" मिला;

- मिश्रित पराग द्वारा परागण (स्वयं का और किसी और का)। इसका एक उदाहरण सेरापैडस का उत्पादन है, जो चेरी और पक्षी चेरी का एक संकर है।

3.8.3. खेती वाले पौधों की उत्पत्ति के केंद्र

सबसे बड़े रूसी वैज्ञानिक - आनुवंशिकीविद् एन.आई. वाविलोव ने पौधों के प्रजनन में बहुत बड़ा योगदान दिया। उन्होंने पाया कि आज दुनिया के विभिन्न क्षेत्रों में उगाए जाने वाले सभी पौधों की कुछ भौगोलिक विशेषताएं होती हैं

उत्पत्ति के केंद्र. ये केंद्र उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में स्थित हैं, यानी, जहां कृषि की उत्पत्ति हुई है। एन.आई. वाविलोव ने 8 ऐसे केंद्रों की पहचान की, अर्थात्। विभिन्न पौधों की संस्कृति से परिचय के 8 स्वतंत्र क्षेत्र।

उनके मूल केंद्रों में खेती किए गए पौधों की विविधता आमतौर पर बड़ी संख्या में वनस्पति किस्मों और कई वंशानुगत वेरिएंट द्वारा दर्शायी जाती है।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता की सजातीय श्रृंखला का नियम।

1. जो प्रजातियां और जेनेरा आनुवंशिक रूप से करीब हैं, उन्हें वंशानुगत परिवर्तनशीलता की समान श्रृंखला द्वारा इतनी नियमितता के साथ चित्रित किया जाता है कि, एक प्रजाति के भीतर रूपों की संख्या को जानकर, कोई अन्य प्रजातियों और जेनेरा में समानांतर रूपों की घटना का अनुमान लगा सकता है। आनुवंशिक रूप से जितना करीब स्थित है सामान्य प्रणालीप्रजातियाँ और वंश, उनकी परिवर्तनशीलता की श्रृंखला में समानता जितनी अधिक पूर्ण होगी।

2. सामान्य तौर पर, पौधों के पूरे परिवार को परिवर्तनशीलता के एक निश्चित चक्र की विशेषता होती है, जो परिवार को बनाने वाली सभी प्रजातियों और प्रजातियों से गुजरता है।

यह कानून एन.आई. द्वारा पेश किया गया था। वाविलोव के अध्ययन के आधार पर विशाल राशिआनुवंशिक रूप से संबंधित प्रजातियाँ और वंश। इन वर्गीकरण समूहों और उनके भीतर जितना घनिष्ठ संबंध होगा, उनमें आनुवंशिक समानता उतनी ही अधिक होगी। एक दूसरे से तुलना करना विभिन्न प्रकारऔर अनाज की उत्पत्ति, एन.आई. वाविलोव और उनके सहयोगियों ने पाया कि सभी अनाजों में समान विशेषताएं होती हैं, जैसे शाखाओं में बंटना और बालियों का घनत्व, शल्कों का यौवन आदि। यह जानकर एन.आई. वाविलोव ने सुझाव दिया कि ऐसे समूहों में समान वंशानुगत परिवर्तनशीलता होती है: "यदि आप गेहूं का एक कालापन रहित रूप पा सकते हैं, तो आप राई का एक कालातीत रूप भी पा सकते हैं।" प्रतिनिधियों में परिवर्तन की संभावित प्रकृति को जानना एक खास तरह का, पीढ़ी, परिवार, ब्रीडर जानबूझकर खोज कर सकता है, नए रूप बना सकता है और आवश्यक आनुवंशिक परिवर्तनों के साथ या तो व्यक्तियों को हटा सकता है या बचा सकता है।

3.9। जैव प्रौद्योगिकी, कोशिका और आनुवंशिक इंजीनियरिंग, क्लोनिंग। जैव प्रौद्योगिकी के निर्माण और विकास में कोशिका सिद्धांत की भूमिका। प्रजनन, कृषि, सूक्ष्मजीवविज्ञानी उद्योग के विकास और ग्रह के जीन पूल के संरक्षण के लिए जैव प्रौद्योगिकी का महत्व। जैव प्रौद्योगिकी में कुछ शोध के विकास के नैतिक पहलू (मानव क्लोनिंग, जीनोम में निर्देशित परिवर्तन)

3.9.1. सेलुलर और जेनेटिक इंजीनियरिंग. जैव प्रौद्योगिकी

सेल इंजीनियरिंग विज्ञान और प्रजनन अभ्यास में एक दिशा है जो संबंधित दैहिक कोशिकाओं के संकरण के तरीकों का अध्ययन करती है अलग - अलग प्रकार, व्यक्तिगत कोशिकाओं से ऊतकों या संपूर्ण जीवों की क्लोनिंग की संभावना।

ऊतक संवर्धन- प्रयोगशाला में पौधे या जानवरों के ऊतकों और कभी-कभी पूरे जीवों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। फसल उत्पादन में, इसका उपयोग कोल्सीसिन के साथ मूल रूपों के उपचार के बाद शुद्ध द्विगुणित लाइनों के उत्पादन में तेजी लाने के लिए किया जाता है।

जेनेटिक इंजीनियरिंग - पूर्व निर्धारित गुणों वाली संस्कृतियाँ प्राप्त करने के लिए सूक्ष्मजीवों के जीनोटाइप में कृत्रिम, उद्देश्यपूर्ण परिवर्तन।

कोशिका जीवों की संरचना, जीवन गतिविधि, वृद्धि और विकास की एक इकाई है। कोशिकाओं की विविधता. पौधों, जानवरों, बैक्टीरिया, कवक की कोशिकाओं की तुलनात्मक विशेषताएं

जीवाणु कोशिकाएँ, कवक कोशिकाएँ, पादप कोशिकाएँ, पशु कोशिकाएँ, प्रोकैरियोटिक कोशिकाएँ, यूकेरियोटिक कोशिकाएँ।

कोशिकाओं की संरचना एवं कार्यप्रणाली का अध्ययन करने वाले विज्ञान को कहा जाता है कोशिका विज्ञान . हम पहले ही कह चुके हैं कि कोशिकाएँ रूप, संरचना और कार्य में एक दूसरे से भिन्न हो सकती हैं, हालाँकि मुख्य हैं संरचनात्मक तत्वअधिकांश कोशिकाएँ समान हैं। जीवविज्ञानी कोशिकाओं के दो बड़े व्यवस्थित समूहों में अंतर करते हैं - प्रोकार्योटिक और यूकेरियोटिक . प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में वास्तविक केन्द्रक और कई अंगक नहीं होते हैं। (कोशिका संरचना अनुभाग देखें।)यूकेरियोटिक कोशिकाओं में एक केन्द्रक होता है जिसमें शरीर का वंशानुगत तंत्र स्थित होता है। प्रोकैरियोटिक कोशिकाएँ बैक्टीरिया, नीले-हरे शैवाल की कोशिकाएँ हैं। अन्य सभी जीवों की कोशिकाएँ यूकेरियोटिक होती हैं।

प्रत्येक जीव एक कोशिका से विकसित होता है। यह उन जीवों पर लागू होता है जो अलैंगिक और लैंगिक प्रजनन दोनों तरीकों के परिणामस्वरूप पैदा हुए थे। इसीलिए कोशिका को शरीर की वृद्धि एवं विकास की इकाई माना जाता है।

आधुनिक सिस्टमैटिक्स जीवों के निम्नलिखित साम्राज्यों को अलग करता है: बैक्टीरिया, कवक, पौधे, जानवर। इस तरह के विभाजन का आधार इन जीवों के पोषण के तरीके और कोशिकाओं की संरचना है।

जीवाणु कोशिकाएंउनकी निम्नलिखित संरचनाएँ विशेषता हैं - एक सघन कोशिका भित्ति, एक गोलाकार डीएनए अणु (न्यूक्लियोटाइड), राइबोसोम। इन कोशिकाओं में यूकेरियोटिक पौधों, जानवरों और अन्य जीवों की विशेषता वाले कई अंगकों का अभाव होता है मशरूम कोशिकाएं. पोषण की विधि के अनुसार जीवाणुओं को विभाजित किया जाता है स्वपोषक , रसोपोषीऔर विषमपोषणजों. पादप कोशिकाओं में केवल उनकी विशेषता वाले प्लास्टिड होते हैं - क्लोरोप्लास्ट, ल्यूकोप्लास्ट और क्रोमोप्लास्ट; वे सेलूलोज़ की घनी कोशिका भित्ति से घिरे होते हैं, और उनमें कोशिका रस के साथ रिक्तिकाएँ भी होती हैं। सभी हरे पौधे स्वपोषी जीव हैं।

जंतु कोशिकाओं में सघन कोशिका भित्ति नहीं होती है। वे एक कोशिका झिल्ली से घिरे होते हैं जिसके माध्यम से पर्यावरण के साथ पदार्थों का आदान-प्रदान होता है।

कवक कोशिकाएं एक कोशिका भित्ति से ढकी होती हैं जो पौधों की कोशिका दीवारों से रासायनिक संरचना में भिन्न होती है। इसमें मुख्य घटक के रूप में चिटिन, पॉलीसेकेराइड, प्रोटीन और वसा होते हैं। ग्लाइकोजन कवक और पशु कोशिकाओं का आरक्षित पदार्थ है।

कार्यों के उदाहरण

भाग ए

ए1. निम्नलिखित में से कौन सा कोशिका सिद्धांत के अनुरूप है

1) कोशिका आनुवंशिकता की प्राथमिक इकाई है

2) कोशिका प्रजनन की इकाई है

3) सभी जीवों की कोशिकाएँ अपनी संरचना में भिन्न होती हैं

4) सभी जीवों की कोशिकाओं की रासायनिक संरचना अलग-अलग होती है

ए2. प्रीसेलुलर जीवन रूपों में शामिल हैं:

1) यीस्ट 3) बैक्टीरिया

2) पेनिसिलियम 4) वायरस

ए3. पादप कोशिका संरचना में कवक कोशिका से भिन्न होती है:

1) गुठली 3) कोशिका भित्ति

2) माइटोकॉन्ड्रिया 4) राइबोसोम

ए4. एक कोशिका में शामिल हैं:

1) इन्फ्लूएंजा वायरस और अमीबा

2) मशरूम मुकोर और कोयल सन

3) प्लेनेरिया और वॉल्वॉक्स

4) यूग्लीना हरा और इन्फ्यूसोरिया-जूता

ए5. प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में होता है:

1) नाभिक 3) गॉल्जी उपकरण

2) माइटोकॉन्ड्रिया 4) राइबोसोम

ए6. कोशिका की प्रजाति संबद्धता को निम्न द्वारा दर्शाया गया है:

1) नाभिक का आकार

2) गुणसूत्रों की संख्या

3) झिल्ली संरचना

4) प्रोटीन की प्राथमिक संरचना

ए7. विज्ञान में कोशिका सिद्धांत की भूमिका है

1) खोलना कोशिका केंद्रक

2) कोशिका का खुलना

3) जीवों की संरचना के बारे में ज्ञान का सामान्यीकरण

4) चयापचय तंत्र की खोज

भाग बी

पहले में। उन सुविधाओं का चयन करें जो विशिष्ट हैं संयंत्र कोशिकाओं

1) माइटोकॉन्ड्रिया और राइबोसोम होते हैं

2) सेल्युलोज कोशिका भित्ति

3) क्लोरोप्लास्ट हैं

4) आरक्षित पदार्थ - ग्लाइकोजन

5) आरक्षित पदार्थ - स्टार्च

6) केन्द्रक दोहरी झिल्ली से घिरा होता है

दो पर। उन विशेषताओं का चयन करें जो बैक्टीरिया के साम्राज्य को जैविक दुनिया के बाकी साम्राज्यों से अलग करती हैं।

1) विषमपोषी तरीकापोषण

2) पोषण की स्वपोषी विधि

3) एक न्यूक्लियॉइड की उपस्थिति

4) माइटोकॉन्ड्रिया की कमी

5) कोई कोर नहीं

6) राइबोसोम की उपस्थिति

वीजेड. कोशिका की संरचनात्मक विशेषताओं और उस साम्राज्य के बीच एक पत्राचार खोजें जिससे ये कोशिकाएँ संबंधित हैं

भाग सी

सी1. यूकेरियोटिक कोशिकाओं के उदाहरण दीजिए जिनमें केन्द्रक नहीं होता है।

सी2. साबित करें कि कोशिका सिद्धांतकई जैविक खोजों का सारांश दिया और नई खोजों की भविष्यवाणी की।

कोशिका का रासायनिक संगठन. कोशिका बनाने वाले अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थों (प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, एटीपी) की संरचना और कार्यों का संबंध। जीवों की कोशिकाओं की रासायनिक संरचना के विश्लेषण के आधार पर उनके संबंधों का औचित्य

परीक्षा पत्र में परीक्षण किए गए मुख्य नियम और अवधारणाएँ: नाइट्रोजनस बेस, एंजाइम सक्रिय साइट, हाइड्रोफिलिसिटी, हाइड्रोफोबिसिटी, अमीनो एसिड, एटीपी, प्रोटीन, बायोपॉलिमर, विकृतीकरण, डीएनए, डीऑक्सीराइबोज, पूरकता, लिपिड, मोनोमर, न्यूक्लियोटाइड, पेप्टाइड बॉन्ड, पॉलिमर, कार्बोहाइड्रेट, राइबोस, आरएनए, एंजाइम, फॉस्फोलिपिड।

कोशिका भित्तिबैक्टीरिया पारगम्य है: इसके माध्यम से, पोषक तत्व स्वतंत्र रूप से कोशिका में प्रवेश करते हैं, और चयापचय उत्पाद अंदर जाते हैं पर्यावरण. कोशिका भित्ति- अधिकांश जीवाणुओं में निहित (माइकोप्लाज्मा, अकोलेप्लाज्मा और कुछ अन्य सूक्ष्मजीवों को छोड़कर जिनमें वास्तविक कोशिका भित्ति नहीं होती है)। इसके कई कार्य हैं, मुख्य रूप से यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करना और स्थायी रूपकोशिकाओं में, बैक्टीरिया के एंटीजेनिक गुण काफी हद तक इसकी उपस्थिति से जुड़े होते हैं। बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति - संरचना काफी मजबूत होती है और कोशिका को अपना आकार बनाए रखने की अनुमति देती है; यह की उपस्थिति के कारण है मुरैना- समानांतर पॉलीसेकेराइड श्रृंखलाओं से निर्मित एक अणु जो अमीनो एसिड की छोटी श्रृंखलाओं द्वारा नियमित अंतराल पर क्रॉस-लिंक किया जाता है।

अक्सर, बैक्टीरिया में कोशिका भित्ति के ऊपर बलगम की एक अतिरिक्त सुरक्षात्मक परत उत्पन्न होती है - एक कैप्सूल।

कैप्सूलबैक्टीरिया को सूखने से रोकता है। कैप्सूल में विषाक्त पदार्थ होते हैं। कैप्सूल की मोटाई कोशिका के व्यास से कई गुना अधिक हो सकती है, लेकिन यह बहुत छोटी भी हो सकती है।

कुछ जीवाणुओं की सतह पर लम्बे होते हैं कशाभिका(एक, दो या अनेक) या छोटी पतली विली। फ्लैगेल्ला की लंबाई बैक्टीरिया के शरीर के आकार से कई गुना अधिक हो सकती है। बैक्टीरिया फ्लैगेल्ला और विली की मदद से चलते हैं।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली कोशिका में पोषक तत्वों के प्रवेश और बाहर चयापचय उत्पादों की रिहाई को नियंत्रित करती है, कोशिका चयापचय में भाग लेती है। इसकी एक विशिष्ट संरचना है: एम्बेडेड प्रोटीन के साथ फॉस्फोलिपिड्स की एक द्वि-आणविक परत। झिल्ली प्रोटीन मुख्य रूप से एंजाइमेटिक गतिविधि वाले संरचनात्मक प्रोटीन द्वारा दर्शाए जाते हैं। आमतौर पर, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की वृद्धि दर कोशिका भित्ति की वृद्धि दर से अधिक होती है। यह इस तथ्य की ओर ले जाता है कि झिल्ली अक्सर असंख्य आक्रमण (आक्रमण) बनाती है विभिन्न आकार - मेसोसोम(ऊर्जा चयापचय, बीजाणु निर्माण, विभाजन के दौरान अंतरकोशिकीय सेप्टम के निर्माण में भाग लें)

प्रकाश संश्लेषक जीवाणुओं की कोशिकाओं में इंट्रासाइटोप्लाज्मिक झिल्ली संरचनाएँ होती हैं - क्रोमैटोफोरस, जो जीवाणु प्रकाश संश्लेषण के प्रवाह को सुनिश्चित करते हैं।

दूसरों से भिन्न एककोशिकीय जीवबैक्टीरिया में केन्द्रक नहीं होता है: उनका केन्द्रक पदार्थ किसी झिल्ली द्वारा कोशिकाद्रव्य से अलग नहीं होता है और कोशिकाद्रव्य में वितरित होता है।

न्यूक्लियॉइड.डीएनए अणु की एक विशिष्ट संरचना होती है। इसमें दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं होती हैं जो एक डबल हेलिक्स बनाती हैं। यूकेरियोट्स के विपरीत, डीएनए की संरचना गोलाकार होती है, रैखिक नहीं। एक जीवाणु डीएनए अणु की पहचान एक यूकेरियोटिक गुणसूत्र से की जाती है। लेकिन अगर यूकेरियोट्स में क्रोमोसोम में डीएनए प्रोटीन के साथ जुड़ा होता है, तो बैक्टीरिया में डीएनए प्रोटीन के साथ कॉम्प्लेक्स नहीं बनाता है।

बैक्टीरियल डीएनए इसमें लंगर डाले हुए है कोशिकाद्रव्य की झिल्लीमेसोसोम में.

कई जीवाणुओं की कोशिकाओं में गैर-गुणसूत्र आनुवंशिक तत्व - प्लास्मिड होते हैं। वे छोटे गोलाकार डीएनए अणु हैं जो क्रोमोसोमल डीएनए से स्वतंत्र रूप से दोहरा सकते हैं। उनमें से, एफ-फैक्टर प्रतिष्ठित है - एक प्लास्मिड जो यौन प्रक्रिया को नियंत्रित करता है। (जैव प्रौद्योगिकी, इंसुलिन उत्पादन भी देखें)

राइबोसोम.यूकेरियोटिक राइबोसोम से छोटे, उनमें प्रोटीन संश्लेषण होता है। राइबोसोम साइटोप्लाज्म में स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं और झिल्लियों से जुड़े नहीं होते हैं (जैसा कि यूकेरियोट्स में होता है)। बैक्टीरिया की विशेषता 70S राइबोसोम हैं जो दो उपइकाइयों द्वारा निर्मित होते हैं: 30S और 50S। राइबोसोम जीवाणु कोशिकाएंदर्जनों राइबोसोम द्वारा निर्मित पॉलीसोम में एकत्रित होते हैं।