ביולוגיה ביולוגיה - זהו סט של מדעים על חיות בר מהיוונית. "ביוס" - "חיים", "לוגו" - "מדע! נושא המחקר שלה הוא מגוון גילויי החיים: מבנה ותפקודיהם של אורגניזמים חיים, קהילות טבעיות; מקורם ותפוצתם; קשרים זה עם זה וטבע דומם. מגוון ביטויי החיים: מבנה ותפקודים של אורגניזמים חיים, קהילות טבעיות; מקורם ותפוצתם; קשרים זה עם זה וטבע דומם.
מושג הביולוגיה מוזכר כבר בכתביהם של T. Roose, 1797 ו-C. Burdach, אך הוצע במיוחד כמונח על ידי J. B. Lamarck ו-G. R. Treviranus בשנת 1802, ללא תלות זה בזה. ז'אן בפטיסט פייר אנטואן דה מונה למארק 1. מדע הביולוגיה.
גוטפריד ריינהולד טרווירנוס (gg) חוקר טבע גרמני, פרופסור למתמטיקה ורפואה בגימנסיה (Gymnasium illustre) ברמן. חוקר טבע גרמני, פרופסור למתמטיקה ורפואה בגימנסיה (Gymnasium illustre) ברמן. אחד ממייסדי הביוגיאוגרפיה הפלוריסטית. אחד ממייסדי הביוגיאוגרפיה הפלוריסטית.
3. הופעתן של מדינות עתיקות (יוון, רומא) שיטתיות של ידע על אדם, צמחים, בעלי חיים אריסטו תיאופראסטוס גאלן תיאר כ-500 מינים של בעלי חיים. הוא יצר את המערכת הראשונה של הסיווג שלהם. הניח את היסודות לאנטומיה השוואתית. הוא האמין שחומר חי נוצר מה"אב" הדומם של הבוטניקה. מְתוּאָר איברים שוניםצמחים. הוא הניח את היסודות לסיווג הצמחים. הוא האמין שחומר חי נוצר מרופא רומי מצטיין שאינו חי. "אבא" של הרפואה. תאר את האיברים האנושיים. הניח את היסודות לאנטומיה האנושית.הבסיס להתפתחות המדע הביולוגי האירופי, לא השתנה עד המאה השמיני. מוֹדָעָה
אריסטו (384-322 לפנה"ס) גאלן (לספירה) תיאופרסטוס (372-287 לפנה"ס)
4. ימי הביניים (מאות 5-15 לספירה) האטה בהתפתחות הביולוגיה, הדומיננטיות של השקפות דתיות על יצירת החומר על ידי אלוהים הביולוגיה התפתחה בעיקר כמדע תיאורי. העובדות שהצטברו היו לעתים קרובות מעוותות. למשל, ישנם תיאורים של יצורים מיתיים שונים, כמו "נזיר הים", שנראה כאילו הופיע בפני מלחים לפני סערה, סירנות, בתולות ים, תמנונים וכו'.
5. תקופת הרנסנס (מאות XVІ–XVIII לספירה) התפתחות המדע הביולוגי, חקר המבנה והתפקודים של עצמים ביולוגיים שונים רוברט הוק (1635-1703) המצאת המיקרוסקופ, הכנסת המונח "תא" אנתוני ואן לוונהוק (1632) -1723) נצפה באורגניזמים חד-תאיים, תאי דם קרל לינאוס (1707-1778) הציג את המונח "מין". הוא ייסד את הטקסונומיה המודרנית, וגם הבשיל סיווג משלו של צמחים ובעלי חיים. הציג שמות מדעיים לטיניים של מינים, סוגים וקטגוריות שיטתיות אחרות, תיארו למעלה מ-7,500 מיני צמחים וכ-4,000 מיני בעלי חיים
6. יצירת התיאוריה התאית ופיתוח רעיונות אבולוציוניים (המאה ה-19 לספירה) גל חד בהתפתחות הביולוגיה, המאבק בין השקפות חומרניות ואידיאליסטיות על מקור החומר תיאודור שוואן (1810–1882) אחד ממחברי הספר התיאוריה התאית (Schleiden and Virchow) Jean-Baptiste Lamarck (1744–1829) מחבר הדוקטרינה האבולוציונית הראשונה צ'ארלס דרווין (1809–1882) מחבר התיאוריה האבולוציונית הראשונה ארנסט האקל (1834–1919) הציג את המונח "אקולוגיה". הניח את יסודות הפילוגניה
7. תקופה "גנטית" (מאז 1900) שכיחות ההשקפות החומרניות, גילוי דפוסי תורשה ושונות הוגו דה פריס (1848-1935) המונח "מוטציה" אריך סרמק (1871-1962) קארל קורנס (1864-1933) ) ויליאם בטסון (1861 -1926) המונח "גנטיקה" (1908) תומאס האנט מורגן התיאוריה הכרומוזומלית של תורשה ווטסון וקריק מבנה ה-DNA (1953) גרגור מנדל (1822-1884)
פיתוח ביולוגיה מולקולרית, הנדסה גנטית, ביוטכנולוגיה Severo Ochoa (1905-1993) וארתור קורנברג (1918-2001) - מנגנון הביוסינתזה של RNA ו-DNA מרשל נירנברג (1927-2010), רוברט הולי (1922-1993), הארה גובינדה הוראני (1922 –2010) - תמלול קוד גנטיותפקידו בסינתזת חלבון H.G. Khorana - סינתזת הגנים הראשונה ב-1969.
3. שיטות מחקר ביולוגי שיטה תיאורית. שיטה תיאורית. שיטה תיאורית. שיטה תיאורית. ניסוי ניסוי ניסוי שיטה השוואתית שיטה השוואתית שיטה השוואתית שיטה היסטורית שיטה היסטורית שיטה היסטורית שיטה היסטורית שיטה היסטורית שיטת סימולציה שיטת סימולציה שיטת סימולציה שיטת סימולציה
ניסוי: בתנאים שנוצרו באופן מלאכותי, התגובה של אובייקט מסוים לשינוי באחד או יותר גורמים חיצוניים. בתנאים שנוצרו באופן מלאכותי, נחקרת התגובה של אובייקט מסוים לשינוי בגורם חיצוני אחד או יותר.
4. ערכה של ביולוגיה ברפואה, פסיכולוגיה, סוציולוגיה - מהווה בסיס תיאורטי מדעי. IN תעשיית המזון- גידול אורגניזמים המשמשים למזון מתא בודד, יצירת תוספי תזונה שונים. בעניין שמירת הטבע, כל קשרי האנושות עם סביבהצריך להיבנות על בסיס ידע של חוקי התפקוד של מערכות אקולוגיות ושל הביוספרה בכללותה.
משימה: קרא בעמוד. על חשיבות הביולוגיה בחיים המודרניים והשלם מטלה 3-4 במחברת המודפסת בעמוד 5.
1 שקף
מצגת בנושא "ביולוגיה" המצגת הוכנה על ידי תלמידת כיתה י' א' נויקובה. נושא: "תפקיד הביולוגיה בחקר החלל".
2 שקופיות
מחקר ביולוגי בחלל כך או אחרת, החיים על הפלנטה שלנו חייבים את מקורם לשילוב של תנאים קוסמיים ופלנטריים, וכעת, כתוצאה מהתפתחות ארוכה ובדמות נציגו, האדם, הם עצמם נכנסים ישירות לתוך היקום. כזו, כנראה, היא סדירות התפתחות החיים, שאינה מתייחסת עוד לעבר, אלא לעתיד. חלל, כוכב לכת ושוב חלל - זהו מחזור החיים האוניברסלי, שהודגם כעת על ידי האנושות. חיים שנולדו על פני כדור הארץ, יוצאים מעבר לכדור הארץ, חושפים בכך את החתירה הקוסמית שלהם. כזו היא המשמעות ה"אבולוציונית" של העידן הקוסמי שאנו חווים.
3 שקופית
השיגור ב-1957 של לוויין כדור הארץ המלאכותי הראשון והמשך הפיתוח של האסטרונאוטיקה הציבו בעיות גדולות ומורכבות עבור תחומי מדע שונים. ענפי ידע חדשים צצו. אחד מהם הוא ביולוגיה של החלל. עוד בשנת 1908, K.E. Tsiolkovsky הביע את הרעיון שלאחר יצירת לוויין כדור הארץ מלאכותי המסוגל לחזור לכדור הארץ ללא נזק, הפתרון של בעיות ביולוגיות הקשורות להבטחת חייהם של צוותי החללית יהיה בתורו. ואכן, לפני בן האדמה הראשון, אזרח ברית המועצות, יורי אלכסייביץ' גגרין, יצא לטיסת חלל בחללית ווסטוק-1, רפואי נרחב מחקר ביולוגיעל לווייני אדמה מלאכותיים וחלליות. הם יצאו לטיסת חלל שרקנים, עכברים, כלבים, צמחים גבוהים ואצות (כלורלה), מיקרואורגניזמים שונים, זרעי צמחים, תרביות רקמות מבודדות של אדם וארנב ועוד חפצים ביולוגיים. ניסויים אלה אפשרו למדענים להגיע למסקנה שחיים בטיסה לחלל (לפחות לא יותר מדי) אפשריים. זה היה ההישג החשוב הראשון של תחום חדש של מדעי הטבע - ביולוגיה של החלל. עכברים נבדקים בתנאי חוסר משקל זבובי בלקה וסטרלקה תסיסנית, ביצי תולעי משי, פטריות וזרעים עפו משם ב-Foton-M צמחים גבוהים יותר
4 שקופית
היצור החי הראשון שעזב את כדור הארץ היה הכלב לייקה, ששוגר ב-1957 על הלוויין הסובייטי השני, חודש לאחר שיגורו של הספוטניק הראשון המפורסם. הכלבים גם הושקו לאחר, וחזרו כבר בחיים ובריאים. וב-1983 וב-1985, קופים עפו לחלל וגם חזרו בשלום לכדור הארץ. עד כה, קוסמונאוטים לא לוקחים איתם בעלי חיים גבוהים יותר לטיסות מאוישות. ניסויי שטח מסובכים וקשים מאוד על חומר חי. בספינה, עם חוסר המשקל שלה, אי אפשר לפרוס על השולחן כלים, חיות ניסוי ואפילו צמחים, אי אפשר להניח צנצנות עם תמיסות הזנה, נביטה ומקבעות. לפני שתספיקו להביט לאחור, כל זה יהיה באוויר, מפוזר בכל התא. וזה לא רק כשל בניסיון, אלא גם איום על תכנית הטיסה כולה, ואולי על בריאותם של אנשי הצוות. טיפות הנוזל הקטנות ביותר התלויות באוויר יכולות להיכנס כיווני אוויראדם, לשבש את פעולתו של ציוד מורכב. ולא כל החומרים כאן יכולים להישמר בכלים פתוחים. אלו שאפילו מזיקים מעט לבני אדם (וביולוגים נאלצים לעיתים קרובות להתמודד עם חומרים כאלה) דורשים איטום קפדני. על כך יש להוסיף שעבודתם של קוסמונאוטים, גם בטיסות ארוכות, ארוכות חודשים, מתוזמנת ממש לפי דקה; בנוסף לביולוגי, הם מבצעים תוכניות רבות אחרות. מכאן - עוד דרישה הכרחית לכל הניסויים: הפשטות המקסימלית של הפעולות.
5 שקופית
נספר על האופן שבו מדענים פותרים את סבך הסתירות הזה בין מטרות המחקר לבין התנאים המגבילים ביותר להתנהלותו, כיצד מקיימים ניסויים מעניינים, תוך שימוש בדוגמה של ניסויים בזבוב פירות - תסיסנית. חרקים אלה, ותיקי המחקר הקוסמוביולוגי, התחילו בביו-לוויינים, בחלליות מאוישות, נסעו לירח ובחזרה על בדיקות אוטומטיות "זונד". החזקת זבובים בחלל אינה גורמת לצרות רבות. הם לא צריכים בלוקים מיוחדים עם מערכת תומכת חיים. הם מרגישים די טוב במבחנה רגילה, שבתחתיתה יוצקים מעט מרק מזין. בתחנות סאליוט נערכו ניסויים עם תסיסנית בתרמוסטטים מיוחדים בטמפרטורה קבועה ומבוקרת בקפדנות. המיכל הביולוגי, המיועד לניסויים בפיתוח זחלים וגלמים, מורכב מארבעה צינורות פלסטיק המוכנסים לשקעים של מעמד פלסטיק קצף מלבני. המבחנות ממוקמות בתרמוסטט, השומר אוטומטית על טמפרטורה של +25 מעלות. מכשיר זה, אשר הוטס על סויוז וסאליוט, קל וקומפקטי, ואינו מצריך פעולות מיוחדות או תצפיות בטיסה. עם השלמת הניסוי, כאשר דור אחד של זבובים גדל, הביו-מיכל מוסר מהתרמוסטט ונשלח לכדור הארץ בספינת התחבורה הבאה.
6 שקופית
עם זאת, הרבה יותר מעניין לקבל כמה דורות של זבובי פירות בחוסר משקל: יתברר שהם "יצורים אתרים" אמיתיים אם נשתמש בטרמינולוגיה של ציולקובסקי, שלא רק מתפתחת, אלא גם נולדה בחלל. וזה לא עניין של טרמינולוגיה, אלא של אישור ניסיוני של אחת ההשערות הנועזות ביותר של מדען קלוגה. עבור ניסויים מסוג זה, נוצר מכשיר נוסף. זוהי קוביית פלסטיק בעלת פנים באורך של כ-10 סנטימטרים, המורכבת מחלקים עם תווך מזין ודלתות ביניהם. במהלך הטיסה, הקוסמונאוטים מוציאים את הקובייה הזו מהטרמוסטט בזמן הנכון ופותחים גישה לקטע השני עבור החרקים בקטע הראשון. הזבובים מטילים ביצים על "מרחב המחיה" החדש, ומעניקים חיים לדור הבא. זחלים קוסמיים טהורים יוצאים מאשכים כאלה. הם, בתורם, הופכים לגלמים, ואז לזבובים, שמועברים לתא הבא של המכשיר ושם הם בוקעים את הצאצא הקוסמי הבא. זה בדיוק מה שקרה במציאות. יצורים חיים, גם אם רק זבובי פירות עד כה, מסוגלים לחיות ולהתרבות מחוץ לכדור הארץ. מסקנה חשובה ומבטיחה זו, שנעשתה על בסיס ניסוי בחלל, מוכיחה שאין התווית נגד חיים וחלל זה לזה.
7 שקופית
לפיכך, השיטות של ביולוגיית החלל שונות תואר גבוהאוטומציה, קשורות קשר הדוק לרדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל, רדיו טלמטריה וטכנולוגיית מחשבים. החוקר צריך להכיר היטב את כל האמצעים הטכניים הללו, ובנוסף, הוא צריך ידע מעמיק במנגנונים של תהליכים ביולוגיים שונים. מהם האתגרים העומדים בפני ביולוגיה של החלל? החשובים שבהם הם שלושה: חקר השפעת תנאי הטיסה בחלל וגורמי החלל על האורגניזמים החיים של כדור הארץ. חקירת היסודות הביולוגיים של תמיכת חיים בתנאי טיסות לחלל, בתחנות מחוץ לכדור הארץ ופלנטריות. החיפוש אחר חומר חי ו חומר אורגניבמרחב העולמי וחקר תכונות וצורות של חיים מחוץ לכדור הארץ.
8 שקף
תודה על תשומת הלב שלך משאבי אינטרנט ששימשו ליצירת המצגת: http://www.cosmonautics.ru/3-2.html http://www.zoodrug.ru/topic1794.html https://www.google.ru /webhp ?client=opera&sourceid=opera
יש הרבה כיוונים לאדם להשתמש בידע בביולוגיה, למשל, הנה כמה (בואו נעבור מגדול לקטן):
יֶדַע חוקי האקולוגיהמאפשר לווסת פעילויות אנושיות בגבולות שימור המערכת האקולוגית בה הוא חי ופועל (ניהול טבע רציונלי);
· בוטניקה וגנטיקהלאפשר לך להגדיל את הפרודוקטיביות, להילחם במזיקים ולהוציא חדש, הכרחי ו זנים שימושיים;
· גנטיקהכרגע כל כך שלובים עם תרופהשמחלות רבות שנחשבו בעבר חשוכות מרפא נחקרות ונמנעות כבר בשלבים העובריים של התפתחות האדם;
· בעזרת המיקרוביולוגיה, מדענים ברחבי העולם מפתחים סמים וחיסונים נגד וירוסים ומגוון רחב של תרופות אנטיבקטריאליות.
הבדלים בין מבנים חיים למבנים שאינם חיים. תכונות החיים
ביולוגיה המדע החוקר את תכונותיהן של מערכות חיים. עם זאת, כדי לקבוע מה מערכת חיה, זה מספיק קשה. הגבול בין חיים ללא-חיים אינו קל למתוח כפי שהוא נראה. נסו לענות על השאלות, האם וירוסים חיים כאשר הם נחים מחוץ לאורגניזם המארח ואינם מעבירים אותם לחילוף חומרים? האם חפצים ומכונות מלאכותיות יכולות להפגין תכונות של יצורים חיים? א תוכנות מחשב? או שפות?
כדי לענות על שאלות אלו, אפשר לנסות לבודד סט מינימוםתכונות האופייניות למערכות חיים. זו הסיבה שמדענים קבעו כמה קריטריונים לפיהם ניתן לסווג אורגניזם כחי.
החשוב מ מאפיינים אופייניים(קריטריונים) בשידור חיהעוקבים:
1. חילופי חומר ואנרגיהעם הסביבה. מנקודת המבט של הפיזיקה, כל המערכות החיות כן לִפְתוֹחַ, כלומר, הם מחליפים כל הזמן גם חומר וגם אנרגיה עם הסביבה, בניגוד ל סָגוּרמבודד לחלוטין מהעולם החיצון, ו חצי סגורשמחליפים רק אנרגיה, לא חומר. נראה בהמשך שהחילוף הזה הוא תנאי הכרחי לקיומם של חיים.
2. מערכות חיות מסוגלות לצבור חומרים מהסביבה וכתוצאה מכך, צְמִיחָה.
3. הביולוגיה המודרנית רואה ביכולת להיות זהה (או כמעט זהה) כנכס בסיסי של יצורים חיים רבייה עצמית, כלומר, רבייה עם שימור רוב התכונות של האורגניזם המקורי.
4. רבייה עצמית זהה קשורה קשר בל יינתק עם המושג תוֹרָשָׁה, כלומר, העברת סימנים ותכונות לצאצאים.
5. עם זאת, התורשה אינה מוחלטת - אם כל האורגניזמים הבתים היו מעתיקים בדיוק את אלה ההורים, אז שום אבולוציה לא הייתה אפשרית, שכן אורגניזמים חיים לעולם לא ישתנו. זה יוביל לעובדה שעבור כל שינוי פתאומיבתנאים, כולם ימותו. אבל החיים גמישים ביותר, ואורגניזמים מסתגלים אליהם הטווח הרחב ביותרתנאים. זה אפשרי בזכות הִשׁתַנוּת- העובדה שהרבייה העצמית של אורגניזמים אינה זהה לחלוטין, במהלכה מתרחשות טעויות ווריאציות, שיכולות להיות חומר לבחירה. יש איזון מסוים בין תורשה לשונות.
6. השונות יכולה להיות תורשתית ולא תורשתית. שונות תורשתית, כלומר הופעתן של וריאציות חדשות של תכונות העוברות בירושה ומתקבעות במספר דורות, משמשת חומר עבור ברירה טבעית. הברירה הטבעית אפשרית בין כל אובייקט מתרבה, לאו דווקא חיים, אם יש ביניהם תחרות על משאבים מוגבלים. אותם חפצים שבשל השונות, לא מתאימים בסביבה נתונה, סימנים שליליים, יידחה, כך שהתכונות שנותנות יתרון תחרותי בקרב יימצאו לעתים קרובות יותר ויותר באובייקטים חדשים. זה מה שזה ברירה טבעית- גורם יצירתי באבולוציה, שבזכותו התעורר כל המגוון של אורגניזמים חיים על פני כדור הארץ.
7. אורגניזמים חיים מגיבים באופן פעיל לאותות חיצוניים, מראה את הנכס נִרגָנוּת.
8. בשל יכולתם להגיב לתנאים חיצוניים משתנים, אורגניזמים חיים מסוגלים הִסתַגְלוּת- הסתגלות לתנאים חדשים. תכונה זו, במיוחד, מאפשרת לאורגניזמים לשרוד קטקלזמות שונות ולהתפשט לטריטוריות חדשות.
9. ההתאמה מתבצעת על ידי ויסות עצמי, כלומר, היכולת לשמור על הקביעות של פרמטרים פיזיקליים וכימיים מסוימים באורגניזם חי, כולל בתנאי סביבה משתנים. למשל, גוף האדם מחזיק טמפרטורה קבועה, ריכוז הגלוקוז בדם וחומרים רבים אחרים.
10. נכס חשובהחיים הארציים הם דיסקרטיות, כלומר, אי-רציפות: היא מיוצגת על ידי פרטים בודדים, פרטים מאוחדים באוכלוסיות, אוכלוסיות - למינים וכו', כלומר בכל רמות הארגון של החיים יש יחידות נפרדות. רומן המדע הבדיוני של סטניסלב לם, Solaris, מתאר אוקיינוס חי עצום המכסה את כדור הארץ כולו. אבל אין צורות חיים כאלה על פני כדור הארץ.
תרכובת כימיתבחיים
אורגניזמים חיים מורכבים מרבים חומרים כימיים, אורגני ואי-אורגני, פולימרי ומשקל מולקולרי נמוך. יסודות כימיים רבים הנמצאים בסביבה נמצאו במערכות חיות, אך רק כ-20 מהם נחוצים לחיים. אלמנטים אלה נקראים ביוגני.
בתהליך האבולוציה מ חומרים אנאורגנייםלביו-אורגני הבסיס לשימוש באלמנטים כימיים מסוימים ביצירת מערכות ביולוגיות הוא הברירה הטבעית. כתוצאה מבחירה כזו, רק שישה יסודות מהווים את הבסיס לכל מערכות החיים: פחמן, מימן, חמצן, חנקן, זרחן וגופרית, הנקראים אורגנוגנים. התוכן שלהם בגוף מגיע ל-97.4%.
אורגנוגנים הם היסודות הכימיים העיקריים המרכיבים חומרים אורגניים: פחמן, מימן, חמצן וחנקן.
מנקודת מבט של כימיה ניתן להסביר את הברירה הטבעית של יסודות אורגנוגניים על ידי יכולתם ליצור קשרים כימיים: מצד אחד הם חזקים מספיק, כלומר עתירי אנרגיה, ומצד שני הם חזקים מספיק. די לאבילי, שעלול בקלות להיכנע להמוליזה, להטרוליזה ולחלוקה מחדש מחזורית.
האורגניגן מספר אחת הוא ללא ספק פחמן. האטומים שלו יוצרים קשרים קוולנטיים חזקים זה עם זה או עם אטומים של יסודות אחרים. קשרים אלו יכולים להיות בודדים או מרובים, הודות ל-3 קשרים אלו, פחמן מסוגל ליצור מערכות מצומדות או מצטברות בצורה של שרשראות פתוחות או סגורות, מחזוריות.
בניגוד לפחמן, היסודות האורגניים מימן וחמצן אינם יוצרים קשרים לאביליים, אך נוכחותם במולקולה אורגנית, לרבות ביולוגית, קובעת את יכולתה לקיים אינטראקציה עם ממס ביולוגי-מים. בנוסף, מימן וחמצן הם נשאים של תכונות החיזור של מערכות חיות, הם מבטיחים את האחדות של תהליכי חיזור.
שלושת האורגנים הנותרים - חנקן, זרחן וגופרית, כמו גם כמה יסודות אחרים - ברזל, מגנזיום, המרכיבים את המרכזים הפעילים של אנזימים, כמו פחמן, מסוגלים ליצור קשרים לאביליים. רכוש חיוביאורגנוגנים היא גם העובדה שהם, ככלל, יוצרים תרכובות המסיסות בקלות במים ולכן מתרכזות בגוף.
ישנם מספר סיווגים של יסודות כימיים הכלולים בגוף האדם. אז, V.I. Vernadsky, בהתאם לתוכן הממוצע באורגניזמים חיים, חילק את היסודות לשלוש קבוצות:
1. מקרונוטריינטים. אלה אלמנטים שתכולתם בגוף היא מעל 10 - ²%. אלה כוללים פחמן, מימן, חמצן, חנקן, זרחן, גופרית, סידן, מגנזיום, נתרן וכלור, אשלגן וברזל. האלמנטים הביוגנים האוניברסליים הללו נמצאים בתאים של כל האורגניזמים.
2. יסודות קורט. אלו אלמנטים שתכולתם בגוף היא בטווח שבין 10 - ² ל- 10 - ¹²%. אלה כוללים יוד, נחושת, ארסן, פלואור, ברום, סטרונציום, בריום, קובלט. למרות אלמנטים אלה נמצאים באורגניזמים מאוד ריכוזים נמוכים(לא יותר מאלפית האחוז), אבל הם גם הכרחיים לחיים נורמליים. אלה ביוגנים יסודות קורט. תפקידיהם ותפקידיהם מגוונים מאוד. יסודות קורט רבים הם חלק ממספר אנזימים, ויטמינים, פיגמנטים נשימתיים, חלקם משפיעים על גדילה, קצב התפתחות, רבייה וכו'.
3. Ultramicroelements. אלו אלמנטים שתכולתם בגוף נמוכה מ-10-¹²%. אלה כוללים כספית, זהב, אורניום, רדיום וכו'.
V.V. Kovalsky, בהתבסס על מידת החשיבות של יסודות כימיים לחיי אדם, חילק אותם לשלוש קבוצות:
1. אלמנטים חיוניים. הם נמצאים כל הזמן בגוף האדם, הם חלק מהתרכובות האנאורגניות והאורגניות שלו. אלה הם H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Zn, Fe, Mo, V. מחסור באלמנטים אלה מוביל לשיבוש הנורמלי תפקוד האורגניזם.
2. יסודות טומאה. יסודות אלה נמצאים כל הזמן בגוף האדם, אך תפקידם הביולוגי אינו תמיד ברור או נחקר מעט. אלה הם Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, Sn, Cs, As, Ba, Ge, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg , Ce, Se.
3. יסודות קורט. הם נמצאים בגוף האדם, אבל לא על התוכן הכמותי ולא על תפקיד ביולוגיהם לא פה. אלו הם Sc, Tl, In, La, Sm, Pr, W, Re, Tb וכו'. יסודות כימיים, הנחוצים לבנייה ופעילות חיונית של תאים ואורגניזמים, נקראים ביוגניים.
בין חומרים ורכיבים אנאורגניים, המקום העיקרי תפוס על ידי - מים.
ריכוזים מסוימים של יונים אנאורגניים נחוצים כדי לשמור על חוזק יוני וסביבת ה-pH שבה מתרחשים תהליכים חיוניים. כדי לשמור על חוזק יוני מסוים ולחבר את מדיום החיץ, יש צורך בהשתתפותם של יונים טעונים בודדים: אמוניום (NH4 +); נתרן(Na+); אשלגן (K+). קטיונים אינם מוחלפים הדדית, ישנם מנגנונים מיוחדים השומרים על האיזון הדרוש ביניהם.
תרכובות אנאורגניות:
מלחי אמוניום;
קרבונטים;
סולפטים;
פוספטים.
לא מתכות:
1. כלור (בסיסי). בצורה של אניונים, הוא משתתף ביצירת סביבת מלח, לפעמים הוא חלק מכמה חומרים אורגניים.
2. יוד ותרכובותיו לוקחים חלק בכמה תהליכים חיוניים של תרכובות אורגניות (אורגניזמים חיים). יוד הוא חלק מההורמונים בלוטת התריס(תירוקסין).
3. נגזרות של סלניום. סלנוציסטאין הוא חלק מאנזימים מסוימים.
4. סיליקון - הוא חלק מהסחוס והרצועות, בצורת אסטרים של חומצה אורתוסילית, לוקח חלק בהצלבה של שרשראות פוליסכרידים.
תרכובות רבות באורגניזמים חיים הם מתחמים: heme הוא קומפלקס של ברזל עם מולקולת פרפין שטוחה; קובולמין.
מגנזיום וסידן הם העיקריים מתכות, בלי לספור ברזל, נמצאים בכל מקום במערכות הביולוגיות. לריכוז יוני המגנזיום יש חֲשִׁיבוּתלשמור על שלמות ותפקוד הריבוזומים, כלומר לסינתזה של חלבונים.
מגנזיום הוא גם חלק מכלורופיל. יוני סידן מעורבים תהליכים תאייםכולל התכווצויות שרירים. מלחים לא מומסים - משתתפים ביצירת מבנים תומכים:
סידן פוספט (בעצמות);
קרבונט (בקליפות רכיכות).
יוני מתכת מהתקופה הרביעית הם חלק ממספר תרכובות חיוניות - אנזימים. חלק מהחלבונים מכילים ברזל בצורה של אשכולות ברזל-גופרית. יוני אבץ כלולים במספר לא מבוטל של אנזימים. מנגן הוא חלק ממספר קטן של אנזימים, אך ממלא תפקיד חשוב בביוספרה, בהפחתה הפוטוכימית של מים, מבטיח שחרור חמצן לאטמוספירה ואספקת אלקטרונים לשרשרת ההעברה במהלך הפוטוסינתזה.
קובלט - הוא חלק מהאנזימים בצורה של - קובלמינים (ויטמין B 12).
מוליבדן - מרכיב הכרחי של האנזים - ניטרודינאז (המזרז הפחתת חנקן אטמוספרי לאמוניה, בחיידקים מקבעי חנקן)
מספר גדול חומר אורגניהוא חלק מאורגניזמים חיים: חומצה אצטית; אצטלדהיד; אתנול (הוא המוצרים והמצעים של טרנספורמציות ביוכימיות).
הקבוצות העיקריות של תרכובות במשקל מולקולרי נמוך של אורגניזמים חיים:
חומצות אמינו הן חלקי מרכיביםחלבונים
נוקלאמידים הם חלק מחומצות גרעין.
מונו ואליגוסכרידים - מרכיבים של רקמות מבניות
ליפידים הם מרכיבים בדפנות התא.
בנוסף לקודמים, ישנם:
קו-פקטורים של אנזים הם מרכיבים הכרחיים של מספר משמעותי של אנזימים המזרזים תגובות חיזור.
קו-אנזימים הם תרכובות אורגניות הפועלות במערכות מסוימות של תגובות אנזימטיות. לדוגמה: nicotinoamidodanine dinucleatid (NAD+). בצורה המחומצנת, זהו מחמצן של קבוצות אלכוהול לקבוצות קרבוניל, ונוצר חומר מפחית.
קופקטורים אנזים הם מולקולות אורגניות מורכבות המסונתזות ממבשרים מורכבים שחייבים להיות נוכחים כמרכיבים חיוניים של מזון.
בעלי חיים גבוהים יותר מתאפיינים ביצירת ותפקוד של חומרים השולטים בעצבים ו מערכת האנדוקריניתהורמונים ונוירוטרנסמיטורים. לדוגמה, הורמון האדרנל מפעיל את העיבוד החמצוני של גליקוגן בתהליכים של מצב סטרס.
צמחים רבים מסנתזים אמין מורכב בעל השפעה ביולוגית חזקה - אלקלואידים.
טרפנים - תרכובות מקור צמחי, רכיבים שמנים חיונייםושרף.
אנטיביוטיקה היא חומרים ממקור מיקרוביולוגי המופרשים על ידי סוגים מיוחדים של מיקרואורגניזמים המעכבים את הצמיחה של מיקרואורגניזמים מתחרים אחרים. מנגנון הפעולה שלהם מגוון, כמו האטת צמיחת חלבונים בחיידקים.
קשה להפריז בתפקיד הביולוגיה במציאות המודרנית, משום שהיא חוקרת בפירוט את חיי האדם על כל ביטוייהם. נכון לעכשיו, המדע הזה משלב מושגים חשובים כמו אבולוציה, תורת התא, גנטיקה, הומאוסטזיס ואנרגיה. תפקידיו כוללים את חקר התפתחותם של כל היצורים החיים, כלומר: מבנה האורגניזמים, התנהגותם, וכן את היחס בינם לבין היחסים עם הסביבה. חשיבותה של הביולוגיה בחיי האדם מתבררת אם נקשר בין הבעיות העיקריות בחייו של הפרט, למשל, בריאות, תזונה ובחירה. תנאים אופטימלייםקִיוּם. עד כה, ידועים מדעים רבים שנפרדו מהביולוגיה, והפכו לא פחות חשובים ועצמאיים. אלה כוללים זואולוגיה, בוטניקה, מיקרוביולוגיה ווירולוגיה. מתוכם, קשה לייחד את המשמעותיים ביותר, כולם מייצגים קומפלקס של הידע היסודי היקר ביותר שנצבר על ידי הציוויליזציה.
במערכת חינוך רפואיחקר הביולוגיה נקבע על ידי העובדה שהביולוגיה היא בסיס תיאורטיתרופה. מכיוון שאדם הוא חלק מחיות הבר, חוקי המבנה והתפקוד של אורגניזמים חיים חלים על תהליכי חיי אדם בתנאים נורמליים ופתולוגיים. "רפואה, במונחים של תיאוריה, היא, קודם כל, ביולוגיה כללית", כתב אחד התיאורטיקנים הגדולים של הרפואה, I.V. דוידובסקי. כל מדעי הרפואה משתמשים בידע בסיסי על הדפוסים הביולוגיים הכלליים של התפתחות האדם, המבנה והחיים.
ההתקדמות והתגליות של הביולוגיה קבעו את הרמה המודרנית מדע רפואי. רעיונות על מאקרו ו מבנה מיקרוסקופי גוף האדם, על תפקודי איבריו ותאיו מבוססים בעיקר על מחקר ביולוגי. היסטולוגיה ופיזיולוגיה אנושית, המשמשות בסיס לדיסציפלינות רפואיות, נלמדות על ידי רופאים וביולוגים כאחד. הדוקטרינה בדבר הסיבות והתפשטותן של מחלות זיהומיות ועקרונות השליטה בהן מבוססת על מיקרוביולוגי מחקר וירולוגי. גם רעיונות לגבי מנגנוני החסינות העומדים בבסיס עמידות הגוף לזיהומים מבוססים על מחקר ביולוגי. מְחוֹשָׁב מבנה כימינוגדנים, מנגנוני הסינתזה שלהם נחקרים. חשיבות מיוחדת לרפואה היא חקר אי התאמה של רקמות, המכשול העיקרי להשתלת איברים ורקמות. בשביל דיכוי מערכת החיסוןאורגניזמים נהנים חשיפה לקרני רנטגןוכימיקלים.
מהפכה אמיתית בטיפול מחלות מדבקות, שבעבר הייתה הסיבה העיקרית למוות, קשורה לגילוי האנטיביוטיקה. ייצור המוני של אנטיביוטיקה זולה התאפשר רק לאחר גידולם של זנים פרודוקטיביים ביותר של יצרני אנטיביוטיקה, שהושגו בשיטות הגנטיקה המודרנית. עם העלייה משך זמן בינוניחיים של אנשים, במידה רבה בשל הצלחות הרפואה, שיעור המחלות בגיל מבוגר, לב וכלי דם, ניאופלזמות ממאירותכמו גם מחלות תורשתיות. זה הונח לפני תרופה מודרניתבעיות חדשות שבפתרון שלהן יש לביולוגיה תפקיד חשוב. ציטולוגים, אמבריולוגים, גנטיקאים, ביוכימאים, אימונולוגים ווירולוגים פועלים כחזית מאוחדת בבעיית הסרטן. הגנטיקה האנושית, לרבות הגנטיקה הרפואית, החוקרת מחלות תורשתיות, הופכת כעת לאובייקט חשוב של מחקר ביו-רפואי. כבר נגיש אבחנה מדויקתמחלות הקשורות להפרה של מספר הכרומוזומים. ניתוח גנטימאפשר לזהות מוטציות מזיקות בבני אדם. המאבק בהם מתבצע באמצעות טיפול וייעוץ והמלצות גנטיות רפואיות.
תפקיד הביולוגיה ב חברה מודרניתמתבטא בכך שהוא הפך כעת לכוח אמיתי. הודות לידע שלה, השגשוג של הפלנטה שלנו אפשרי. לכן התשובה לשאלה מה תפקידה של הביולוגיה בחברה המודרנית יכולה להיות כזו - זהו המפתח היקר להרמוניה בין הטבע לאדם.
