Organisationsniveauer organisk verden- diskrete tilstande af biologiske systemer, karakteriseret ved underordning, indbyrdes forbundethed og specifikke mønstre.

De strukturelle niveauer af tilrettelæggelsen af ​​livet er ekstremt forskellige, men de vigtigste er molekylære, cellulære, ontogenetiske, populations-arter, bigiocenotiske og biosfære.

1. Molekylærgenetisk livsniveau. Biologiens vigtigste opgaver på dette stadium er studiet af mekanismerne for overførsel af genetisk information, arvelighed og variabilitet.

Der er flere mekanismer for variabilitet på molekylært niveau. Den vigtigste af dem er mekanismen for genmutation - den direkte transformation af generne selv under indflydelse eksterne faktorer. Faktorer, der forårsager mutation er: stråling, giftige kemiske forbindelser, vira.

En anden mekanisme for variabilitet er genrekombination. Denne proces sker under seksuel reproduktion i højere organismer. I dette tilfælde er der ingen ændring i den samlede mængde genetisk information.

En anden mekanisme for variabilitet blev først opdaget i 1950'erne. Dette er en ikke-klassisk rekombination af gener, hvor der er en generel stigning i mængden af ​​genetisk information på grund af inklusion af nye genetiske elementer i cellens genom. Oftest indføres disse elementer i cellen af ​​vira.

2. Cellulært niveau. I dag har videnskaben pålideligt fastslået, at den mindste uafhængige enhed af struktur, funktion og udvikling af en levende organisme er cellen, som er et elementært biologisk system, der er i stand til selvfornyelse, selvreproduktion og udvikling. Cytologi er en videnskab, der studerer en levende celle, dens struktur, fungerer som et elementært levende system, studerer funktionerne af individuelle cellulære komponenter, processen med cellereproduktion, tilpasning til miljøforhold osv. Cytologi studerer også karakteristika for specialiserede celler, dannelsen af ​​deres særlige funktioner og udviklingen af ​​specifikke cellulære strukturer. Således blev moderne cytologi kaldt cellefysiologi.

Betydelige fremskridt i studiet af celler skete i begyndelsen af ​​det 19. århundrede, med opdagelsen og beskrivelsen af ​​cellekernen. På baggrund af disse undersøgelser blev celleteorien skabt, som blev største begivenhed i biologi i det 19. århundrede. Det var denne teori, der tjente som grundlaget for udviklingen af ​​embryologi, fysiologi og evolutionsteorien.

Den vigtigste del af alle celler er kernen, som lagrer og reproducerer genetisk information og regulerer metaboliske processer i cellen.

Alle celler er opdelt i to grupper:

Prokaryoter er celler uden en kerne

Eukaryoter - celler indeholdende kerner

Ved at studere en levende celle henledte forskere opmærksomheden på eksistensen af ​​to hovedtyper af dens ernæring, hvilket gjorde det muligt at opdele alle organismer i to typer:

Autotrofisk - producerer de næringsstoffer, de har brug for på egen hånd

· Heterotrofisk – kan ikke undvære økologisk mad.

Senere blev følgende afklaret vigtige faktorer, såsom organismers evne til at syntetisere nødvendige stoffer (vitaminer, hormoner), forsyne sig med energi, afhængighed af det økologiske miljø osv. Forbindelsernes komplekse og differentierede karakter indikerer således behovet for en systematisk tilgang til undersøgelsen af livet på det ontogenetiske niveau.

3. Ontogenetisk niveau. Flercellede organismer. Dette niveau opstod som et resultat af dannelsen af ​​levende organismer. Livets grundlæggende enhed er individet, og det elementære fænomen er ontogenese. Fysiologi studerer funktion og udvikling af flercellede levende organismer. Denne videnskab undersøger virkningsmekanismerne for forskellige funktioner i en levende organisme, deres forhold til hinanden, regulering og tilpasning til ydre miljø, oprindelse og dannelse i evolutionsprocessen og individuel udvikling af et individ. I det væsentlige er dette processen med ontogenese - udviklingen af ​​organismen fra fødsel til død. Samtidig opstår vækst, bevægelse af individuelle strukturer, differentiering og komplikation af organismen.

Alle flercellede organismer er sammensat af organer og væv. Væv er en gruppe af fysisk forenede celler og intercellulære stoffer til at udføre specifikke funktioner. Deres undersøgelse er emnet for histologi.

Organer er relativt store funktionelle enheder, der kombineres forskellige stoffer ind i visse fysiologiske komplekser. Til gengæld er organer en del af større enheder – kropssystemer. Blandt dem er nerve-, fordøjelses-, kardiovaskulære, respiratoriske og andre systemer. Kun dyr har indre organer.

4. Befolknings-biokenotisk niveau. Dette er et supraorganismalt livsniveau, hvis grundlæggende enhed er befolkningen. I modsætning til en population er en art en samling af individer, der ligner hinanden i struktur og fysiologiske egenskaber, har en fælles oprindelse og frit kan krydse hinanden og producere frugtbart afkom. En art eksisterer kun gennem populationer, der repræsenterer genetisk åbne systemer. Populationsbiologi er studiet af populationer.

Udtrykket "befolkning" blev introduceret af en af ​​grundlæggerne af genetik, V. Johansen, som gav dette navn til en genetisk heterogen samling af organismer. Senere begyndte befolkningen at blive betragtet som et integreret system, der kontinuerligt interagerer med miljøet. Populationer er de virkelige systemer, gennem hvilke arter af levende organismer eksisterer.

Populationer er genetisk åbne systemer, da isoleringen af ​​populationer ikke er absolut, og det periodisk ikke er muligt at udveksle genetisk information. Det er populationer, der fungerer som elementære evolutionsenheder. Ændringer i deres genpulje fører til fremkomsten af ​​nye arter.

Populationer, der er i stand til uafhængig eksistens og transformation, forenes i aggregatet af det næste supraorganismeniveau - biocenoser. Biocenose er et sæt af populationer, der lever i et bestemt territorium.

En biocenose er et system, der er lukket for fremmede befolkninger, og det er et åbent system.

5. Biogeocetonisk niveau. Biogeocenose er et stabilt system, der kan eksistere i lang tid. Ligevægt i et levende system er dynamisk, dvs. repræsenterer konstant bevægelse omkring et bestemt stabilitetspunkt. For dets stabile funktion er det nødvendigt at have feedbackforbindelser mellem dets kontrol- og udførelsesundersystemer. Denne måde at opretholde en dynamisk balance mellem forskellige elementer biogeocenose, forårsaget af massereproduktion af nogle arter og reduktion eller forsvinden af ​​andre, hvilket fører til en kvalitetsændring miljø, kaldet en miljøkatastrofe.

Biogeocenose er et integreret selvregulerende system, hvor der skelnes mellem flere typer undersystemer. Primære systemer er producenter, der direkte behandler ikke-levende stof; forbrugere - det sekundære niveau, hvor stof og energi opnås ved hjælp af producenter; så kommer andenordens forbrugere. Der er også ådselædere og nedbrydere.

Stoffernes kredsløb passerer gennem disse niveauer i biogeocenosen: livet deltager i brugen, forarbejdningen og restaureringen af ​​forskellige strukturer. I biogeocenose er der en ensrettet energistrøm. Dette gør det til et åbent system, kontinuerligt forbundet med tilstødende biogeocenoser.

Selvregulering af biogeocenler er mere vellykket, jo mere forskelligartet antallet af dets bestanddele er. Stabiliteten af ​​biogeocenoser afhænger også af mangfoldigheden af ​​dets komponenter. Tabet af en eller flere komponenter kan føre til en irreversibel ubalance og død af det som et integreret system.

6. Biosfæreniveau. Det her højeste niveau organisering af livet, der dækker alle fænomener af liv på vores planet. Biosfæren er det levende stof på planeten og det miljø, der er transformeret af det. Biologisk metabolisme er en faktor, der forener alle andre niveauer af livsorganisation i én biosfære. På dette niveau sker cirkulationen af ​​stoffer og omdannelsen af ​​energi, forbundet med den vitale aktivitet af alle levende organismer, der lever på Jorden. Biosfæren er således et enkelt økologisk system. At studere funktionen af ​​dette system, dets struktur og funktioner er biologiens vigtigste opgave på dette niveau af livet. Økologi, biocenologi og biogeokemi studerer disse problemer.

Udviklingen af ​​doktrinen om biosfæren er uløseligt forbundet med navnet på den fremragende russiske videnskabsmand V.I. Vernadsky. Det var ham, der formåede at bevise forbindelsen mellem den organiske verden på vores planet, der fungerer som en enkelt udelelig helhed, og geologiske processer på Jorden. Vernadsky opdagede og studerede de biogeokemiske funktioner af levende stof.

Takket være den biogene migration af atomer udfører levende stof sine geokemiske funktioner. Moderne videnskab identificerer fem geokemiske funktioner udført af levende stof.

1. Koncentrationsfunktionen udtrykkes i akkumulering af visse kemiske grundstoffer inde i levende organismer på grund af deres aktiviteter. Resultatet af dette var fremkomsten af ​​mineralreserver.

2. Transportfunktionen er tæt forbundet med den første funktion, da levende organismer transporterer det, de har brug for kemiske elementer, som derefter ophobes i deres levesteder.

3. Energifunktion giver energistrømme, der trænger ind i biosfæren, hvilket gør det muligt at udføre alle levende stofs biogeokemiske funktioner.

4. Destruktiv funktion - funktionen af ​​ødelæggelse og forarbejdning af organiske rester under denne proces vender stoffer akkumuleret af organismer tilbage til naturlige kredsløb, cirkulationen af ​​stoffer i naturen forekommer.

5. Mediumdannende funktion - transformation af miljøet under påvirkning af levende stof. Hele jordens moderne udseende - sammensætningen af ​​atmosfæren, hydrosfæren, det øverste lag af litosfæren; de fleste af mineralerne; klima er resultatet af livets handling.

Molekylær genetisk. Den elementære enhed i organisationen er genet. Et elementært fænomen er DNA-reduplikation, overførsel af genetisk information til en dattercelle. Det molekylære niveau for organisering af livet er genstand for undersøgelse af molekylærbiologi. Hun studerer strukturen af ​​proteiner, deres funktioner (herunder som enzymer), nukleinsyrernes rolle i lagring, replikation og implementering af genetisk information, dvs. synteseprocesser af DNA, RNA, proteiner.

Cellulært niveau. Dette niveau af organisering af levende ting er repræsenteret af celler - uafhængige organismer (bakterier, protozoer osv.), Såvel som celler af flercellede organismer. Det vigtigste specifikke træk ved det cellulære niveau er det fra dette niveau livet begynder, da matrixsyntese, der forekommer på molekylært niveau, forekommer i celler. Da celler er i stand til liv, vækst og reproduktion, er de hovedformen for organisering af levende stof, dets elementære enheder, hvorfra alle levende væsener er bygget. Karakteristisk træk cellulært niveau er specialiseringen af ​​celler. På cellulært niveau der sker en differentiering og rækkefølge af livsprocesser i rum og tid.

Vævsniveau. Væv er en samling af celler, der har en fælles oprindelse, lignende struktur og udfører de samme funktioner. Hos pattedyr er der for eksempel fire hovedtyper af væv: epitel-, binde-, muskel- og nervevæv.

Organisk (ontogenetisk) niveau. På organismeniveau studerer de individet og dets strukturelle træk som helhed, fysiologiske processer, herunder differentiering, tilpasningsmekanismer og adfærd. Den elementære udelelige enhed i livsorganisationen på dette niveau er individet. Livet er altid repræsenteret i form af diskrete individer. Disse kan være enkeltcellede individer eller flercellede, bestående af millioner og milliarder af celler.

Befolknings-art niveau. Den grundlæggende elementære strukturelle enhed på dette niveau er befolkningen. Befolkning- en lokal, geografisk adskilt i en eller anden grad fra andre grupper af individer af samme art, frit blander sig med hinanden og har en fælles genetisk fond. Det elementære fænomen på populations-artsniveauet er en ændring i den genotypiske sammensætning af populationen, og det elementære materiale er mutation. På populations-artsniveau undersøges faktorer, der påvirker populationernes størrelse, problemer med bevarelse af truede arter og dynamikken i populationernes genetiske sammensætning.

Biokenotisk niveau. Befolkninger forskellige typer danner altid komplekse fællesskaber i jordens biosfære. Sådanne samfund i specifikke områder af biosfæren kaldes biocenoser. Biocenose– et kompleks bestående af et plantesamfund (phytocenose), dyreverdenen, der bebor det (zoocenose), mikroorganismer og det tilsvarende område af jordens overflade. Alle komponenter i biocenosen er forbundet af stoffernes kredsløb. Biocenose er et produkt af led historisk udvikling arter, der adskiller sig i systematisk position.

1.2. Niveauer af organisering af et levende system

Den menneskelige krop er et komplekst selvregulerende system af indbyrdes forbundne strukturelle elementer, forenet
på flere niveauer i organisationen. Der skelnes mellem følgende niveauer: til pit, væv, organ, systemisk og organisme.
Indbyrdes er disse organisationsniveauer i hierarkiske (underordnede) relationer.

1. Cellulært niveau. En celle er en strukturel og funktionel enhed af en levende organisme. Det er et biologisk system og er karakteriseret ved stofskifte, vækst, udvikling og reproduktion.

2. Vævsniveau. En samling af celler, der har en fælles oprindelse, lignende struktur og udfører de samme funktioner, danner væv. Der er fire hovedtyper af stof:
epiteliale, binde-, muskulære og nervøse. Hvert stof har specifikke funktioner strukturerer og udfører visse funktioner.

· Epitel væv er grænsevæv, der dækker ydersiden af ​​organer og beklæder indersiden af ​​hulrum indre organer og danner kirtler af ekstern og intern sekretion. Disse væv udfører beskyttende, absorptions- (tarmepitelet) og sekretoriske funktioner.

· Tilslutning stoffer, herunder flere varianter: selve bindevævet(fibrøst,
væv med særlige egenskaber - fedt-, retikulært, slim- og pigmentvæv), skeletvæv(brusk, knogle). Bindevæv omfatter også blod og lymfe (flydende bindevæv). Hovedfunktionerne af bindevævstyper er støttende, trofisk (nærende), beskyttende, opretholdelse af konstantheden af ​​kroppens indre miljø (homeostase).

· Muskuløsvæv (stribede skelet, tværstribede hjertemuskler og glatte muskler) giver muskelsammentrækning og menneskelige motoriske reaktioner: bevægelse af kroppen eller dens individuelle dele i rummet, rytmisk aktivitet af myokardiet, bevægelse af blod gennem karrene (hæmocirkulation), mad gennem fordøjelsessystemet traktat og etc.

· Nervøs stof giver opfattelse irritationer
fra kroppens ydre og indre miljø, udføre nerveimpulser ind i centralnervesystemet (CNS), hvor analysen og syntesen af ​​den modtagne information i dets højere dele finder sted, og implementering hurtig respons adaptive reaktioner. Nervesystemet regulerer de enkelte organers aktiviteter og kroppen som helhed.

MED De lag af væv, der dækker, beklæder og adskiller indre organer, kaldes meninges. I den menneskelige krop skelnes følgende hovedtyper af membraner:

1. Slimhinder normalt beklæde den indre overflade af hule organer. De omfatter tre vævslag: epitel (med sekretoriske celler, der udskiller slim), løst bindevæv med kirtler og lymfoide formationer og glat muskulatur.

2. Synoviale membraner dække overfladerne af led og sener. De er dannet af bindevæv og foret med endotel.

3. Serøse membraner omgiver den ydre overflade af alle indre organer. De er dannet af en bindevævsmembran dækket af et epitellag.

4. Meninges (dura, arachnoid, blød) dække hjernen og rygmarven. De er dannet af bindevæv.

3. Organ niveau. Flere væv, der forenes i et enkelt kompleks, danner et organ, men et af vævene dominerer i det og bestemmer dets hovedfunktion. Organer indtager en bestemt position i kroppen, har en bestemt struktur og form og udfører en bestemt funktion, der er nødvendig for eksistensen af ​​en komplet organisme.

4. System niveau. Flere organer, der i fællesskab udfører en bestemt funktion, danner fysiologisk system (kardiovaskulært, respiratorisk, fordøjelsessystem, nervøst
og andre systemer). Blandt alle kroppens fysiologiske systemer indtager den en særlig plads nervesystem, fordi det regulerer og koordinerer alle systemers aktiviteter, sikrer kroppens tilpasning til skiftende miljøforhold.

5. Organisk niveau. En levende organisme, der består af individuelle celler, væv, organer, systemer, er en enkelt helhed ("system af systemer" ifølge I. P. Pavlov), hvor aktiviteten af ​​alle disse strukturer er strengt koordineret, underordnet en enkelt helhed og sikrer normal livsaktivitet
i et konstant foranderligt ydre miljø.

Organsystemer i kroppen fungerer ikke isoleret fra hinanden, men i en vis periode kombineres de med hinanden for at opnå gavnlig for kroppen resultat. En sådan midlertidig sammenslutning af organer og systemer, der tilhører forskellige fysiologiske systemer, P. K. Anokhin (akademiker, neurofysiolog)
som hedder funktionelt system.

Biosfæren og mennesket, biosfærens struktur.

Biosfæren er Jordens skal befolket af levende organismer, under deres indflydelse og optaget af produkterne af deres vitale aktivitet; "livets film"; Jordens globale økosystem.

Biosfærens grænser:

· Øvre grænse i atmosfæren: 15-20 km. Det bestemmes af ozonlaget, som blokerer for kortbølget ultraviolet stråling, som er skadelig for levende organismer.

· Nedre grænse i litosfæren: 3,5-7,5 km. Det bestemmes af temperaturen for overgangen af ​​vand til damp og temperaturen for denaturering af proteiner, men generelt er fordelingen af ​​levende organismer begrænset til en dybde på flere meter.

· Grænse mellem atmosfæren og litosfæren i hydrosfæren: 10-11 km. Bestemt af bunden af ​​Verdenshavet, inklusive bundsedimenter.

Mennesket er også en del af biosfæren, dets aktiviteter overgår mange naturlige processer. Dette konstante forhold kaldes boomerangloven eller loven feedback menneske-biosfære interaktioner.

For at rette op på menneskets adfærd i forhold til naturen formulerede B. Commoner fire love, som fra Reimers synspunkt

1 – alt er forbundet med alt

2 – alt skal et sted hen

3 – naturen ved bedst

4 – intet kommer gratis

Biosfærens struktur:

· Levende stof - hele sættet af legemer af levende organismer, der bor på Jorden, er fysisk-kemisk forenet, uanset deres systematiske tilknytning. Massen af ​​levende stof er relativt lille og anslås til 2,4...3,6 1012 tons (i tørvægt) og udgør mindre end en milliontedel af hele biosfæren (ca. 3 1018 tons), hvilket igen repræsenterer mindre end en tusindedel af jordens masse. Men det er "en af ​​de mest magtfulde geokemiske kræfter på vores planet", fordi levende organismer gør mere end blot at bebo jordskorpen, men forvandler Jordens udseende. Levende organismer bebor jordens overflade meget ujævnt. Deres fordeling afhænger af geografisk breddegrad.

· Biogent stof er et stof skabt og bearbejdet af en levende organisme. Under organisk evolution passerede levende organismer gennem deres organer, væv, celler og blod tusind gange over det meste af atmosfæren, hele verdenshavenes volumen og en enorm masse af mineraler. Det her geologisk rolle levende stof kan forestilles fra aflejringer af kul, olie, karbonatsten osv.

· Inert stof - produkter dannet uden deltagelse af levende organismer.

· Bioinert stof er et stof, der skabes samtidigt af levende organismer og inerte processer, der repræsenterer begges dynamiske ligevægtssystemer. Disse er jord, silt, forvitringsskorpe osv. Organismer spiller en ledende rolle i dem.

· Et stof, der undergår radioaktivt henfald.

· Spredte atomer, kontinuerligt skabt af alle slags jordbaseret stof under påvirkning af kosmisk stråling.

· Stof af kosmisk oprindelse.

Niveauer af livsorganisation.

Niveauer af livsorganisation er hierarkisk underordnede organiseringsniveauer af biosystemer, hvilket afspejler niveauerne af deres kompleksitet. Oftest er der syv hoved strukturelle niveauer liv: molekylært, cellulært, organvæv, organisme, populationsarter, biogeocenotisk og biosfære. Typisk er hvert af disse niveauer et system af delsystemer på et lavere niveau og et delsystem af et system på et højere niveau.

1) Molekylært niveau af livsorganisation

Repræsenteret af en række molekyler fundet i en levende celle (Kombinering af molekyler til specielle komplekser, kodning og overførsel af genetisk information)

2) Vævsniveau af livsorganisation

Vævsniveauet er repræsenteret af væv, der forener celler med en bestemt struktur, størrelse, placering og lignende funktioner. Væv opstod under historisk udvikling sammen med multicellularitet Hos dyr skelnes der mellem flere typer væv (epitel, bindevæv, muskel, nervøst). I planter er der meristematiske, beskyttende, grundlæggende og ledende væv. På dette niveau opstår cellespecialisering.

3) Organ niveau af livsorganisation

Organniveauet er repræsenteret af organismers organer. I protozoer udføres fordøjelse, respiration, cirkulation af stoffer, udskillelse, bevægelse og reproduktion på grund af forskellige organeller. Mere avancerede organismer har organsystemer. Hos planter og dyr dannes organer pga forskellige mængder stoffer.

4) Organisk (ontogenetisk) niveau af livsorganisation

Det er repræsenteret af encellede og flercellede organismer af planter, dyr, svampe og bakterier. Cellen er den vigtigste strukturelle komponent i organismen.

5) Befolknings-arts niveau af livsorganisation

Det er repræsenteret i naturen af ​​et stort udvalg af arter og deres populationer.

6) Biogeocenotisk niveau af livsorganisation

Det er repræsenteret af en række naturlige og kulturelle biogeocenoser i alle levende miljøer.

7) Biosfærens niveau af livsorganisation

Det er repræsenteret af den højeste, globale form for organisering af biosystemer - biosfæren.

3. Udbredelsen og rollen af ​​levende stof på planeten.

Levende organismer regulerer stoffernes kredsløb og tjener som en stærk geologisk faktor, der danner Jordens overflade.

Det sværeste i livet er enkelhed.

A. Koni

ELEMENTEL SAMMENSÆTNING AF ORGANISMER

Molekylært niveau af livsorganisation

- Dette er et organisationsniveau, hvis egenskaber bestemmes af kemiske elementer og molekyler og deres deltagelse i processerne til omdannelse af stoffer, energi og information. Brugen af ​​en strukturel-funktionel tilgang til at forstå livet på dette organisationsniveau giver os mulighed for at identificere de vigtigste strukturelle komponenter og processer, der bestemmer den strukturelle og funktionelle rækkefølge af niveauet.

Strukturel organisation på molekylært niveau. De elementære strukturelle komponenter i det molekylære niveau af livsorganisation er kemiske elementer som separate typer atomer, og ikke forbundet med hinanden og med deres egne specifikke egenskaber. Fordelingen af ​​kemiske grundstoffer i biosystemer bestemmes præcist af disse egenskaber og afhænger primært af størrelsen af ​​den nukleare ladning. Videnskaben, der studerer fordelingen af ​​kemiske grundstoffer og deres betydning for biologiske systemer, kaldes biogeokemi. Grundlæggeren af ​​denne videnskab var den geniale ukrainske videnskabsmand V.I. Vernadsky, som opdagede og forklarede sammenhængen mellem levende natur og ikke-levende natur gennem den biogene strøm af atomer og molekyler i implementeringen af ​​deres grundlæggende livsfunktioner.

Kemiske elementer kombineres med hinanden for at danne tilgav komplekse uorganiske forbindelser, som sammen med organiske stoffer er de molekylære komponenter i det molekylære organisationsniveau. Simple stoffer(ilt, nitrogen, metaller osv.) dannes af kemisk kombinerede atomer af samme grundstof, og komplekse stoffer (syrer, salte osv.) består af atomer af forskellige kemiske grundstoffer.

Fra simple og komplekse uorganiske stoffer til biologiske systemer er dannet mellemforbindelser(f.eks. acetat, ketosyrer), som danner simple organiske stoffer, el små biomolekyler. Disse er først og fremmest fire klasser af molekyler - fedtsyrer, monosaccharider, aminosyrer og nukleotider. de kaldes byggesten, da molekyler af det næste hierarkiske underniveau er bygget ud fra dem. Simple strukturelle biomolekyler kombineres med hinanden af ​​forskellige kovalente bindinger, der dannes makromolekyler. Disse omfatter så vigtige klasser som lipider, proteiner, oligo- og polysaccharider og nukleinsyrer.

I biologiske systemer kan makromolekyler kombineres gennem ikke-kovalente interaktioner til supramolekylære komplekser. De kaldes også intermolekylære komplekser eller molekylære samlinger eller komplekse biopolymerer (for eksempel komplekse enzymer, komplekse proteiner). På det højeste, allerede cellulære organisationsniveau, kombineres supramolekylære komplekser med dannelsen af ​​cellulære organeller.

Så det molekylære niveau er karakteriseret ved et bestemt strukturelt hierarki af molekylær organisation: kemiske elementer - simple og komplekse uorganiske forbindelser - mellemprodukter - små organiske molekyler - makromolekyler - supramolekylære komplekser.

Funktionel organisation på molekylært niveau . Det molekylære niveau for organisering af levende natur kombinerer et stort antal forskellige kemiske reaktioner, som bestemmer dens rækkefølge i tide. Kemiske reaktioner er fænomener, hvor nogle stoffer med en bestemt sammensætning og egenskaber omdannes til andre stoffer - med en anden sammensætning og forskellige egenskaber. reaktioner mellem grundstoffer og uorganiske stoffer er ikke specifikke for levende ting, hvad der er specifikt for livet, er en bestemt rækkefølge af disse reaktioner, deres sekvens og kombination hele systemet. Eksisterer forskellige klassifikationer kemiske reaktioner. Baseret på ændringer i mængden af ​​udgangs- og slutstoffer skelnes der mellem 4 typer reaktioner: beskeder, nedbrydning, udveksling Og substitutioner. Afhængig af energiforbruget fordeler de eksotermisk(energi frigives) og endotermisk(energi absorberes). Organiske forbindelser er også i stand til forskellige kemiske omdannelser, som kan foregå enten uden ændringer i kulstofskelettet eller med ændringer. Reagerer uden at ændre kulstofskelettet er substitutions-, additions-, eliminations-, isomeriseringsreaktioner. TIL reaktioner med ændringer i kulstofskelettet Reaktioner omfatter kædeforlængelse, kædeforkortelse, kædeisomerisering, kædecyklisering, ringåbning, ringkontraktion og ringudvidelse. Langt de fleste reaktioner i biosystemer er enzymatiske og danner et sæt kaldet stofskifte. Hovedtyper af enzymatiske reaktioner redox, overførsel, hydrolyse, ikke-hydrolytisk nedbrydning, isomerisering og syntese. I biologiske systemer kan reaktioner med polymerisation, kondensation, matrixsyntese, hydrolyse, biologisk katalyse osv. også forekomme mellem organiske molekyler organiske forbindelser er specifikke for den levende natur og kan ikke forekomme i den livløse natur.

Videnskaber, der studerer det molekylære niveau. De vigtigste videnskaber, der studerer det molekylære niveau, er biokemi og molekylærbiologi. Biokemi er videnskaben om essensen af ​​livsfænomener, og deres grundlag er metabolisme, og molekylærbiologiens opmærksomhed er i modsætning til biokemi primært fokuseret på studiet af proteiners struktur og funktioner

Biokemi - videnskab, der studerer kemisk sammensætning organismer, struktur, egenskaber, betydningen af ​​dem, der findes i dem kemiske forbindelser og deres transformation i metabolismeprocessen. Udtrykket "biokemi" blev først foreslået i 1882, men det menes, at det vandt udbredt brug efter den tyske kemiker K. Neubergs arbejde i 1903. Biokemi som selvstændig videnskab blev dannet i anden halvdel af det 19. århundrede. tak til videnskabelig aktivitet sådanne berømte biokemikere som A. M. Butlerov, F. Wehler, F. Misherom, A. Ya Danilevsky, Yu Liebig, L. Pasteur, E. Buchner, K. A. Timiryazev, M. I. Lunin og andre Moderne biokemi udgør sammen med molekylærbiologi, bioorganisk kemi, biofysik, mikrobiologi et enkelt kompleks af indbyrdes forbundne videnskaber - fysisk og kemisk biologi, som studerer det fysiske og kemiske grundlag for levende stof. En af biokemiens generelle opgaver er at etablere biosystemers funktionsmekanismer og regulering af celleaktivitet, som sikrer enhed af stofskifte og energi i kroppen.

Molekylær Biologi - en videnskab, der studerer biologiske processer på niveau med nukleinsyrer og proteiner og deres supramolekylære strukturer. Datoen for fremkomsten af ​​molekylærbiologi som en uafhængig videnskab anses for at være 1953, hvor F. Crick og J. Watson, baseret på biokemiske data og røntgendiffraktionsanalyse, foreslog en model for den tredimensionelle struktur af DNA, som blev kaldt dobbelt helix. De vigtigste grene af denne videnskab er molekylær genetik, molekylær virologi, enzymologi, bioenergetik, molekylær immunologi og molekylær udviklingsbiologi. Molekylærbiologiens grundlæggende opgaver er at etablere de molekylære mekanismer i hovedet biologiske processer, bestemt af de strukturelle og funktionelle egenskaber og interaktion af nukleinsyrer og proteiner, samt undersøgelsen af ​​de regulatoriske mekanismer af disse processer.

Metoder til at studere livet på molekylært niveau blev primært dannet i det 20. århundrede. De mest almindelige er kromatografi, ultracentrifugering, elektroforese, røntgendiffraktionsanalyse, fotometri, spektral analyse, mærket atom metode og osv.