Рівні організації живої матерії

 

1. Молекулярний – на ньому відбуваються хімічні реакції і перетворення енергії, забезпечується збереження, зміна й реалізація спадкової інформації.
2. Клітинний – на ньому відбуваються процеси обміну речовин і енергії, забезпечується передача спадкової інформації.
3. Організмовий – на ньому відбувається узгодження і координація роботи всіх структурно-функціональних складових (для багатоклітинних організмів – клітин, тканин, органів і їх систем), забезпечуються всі процеси життєдіяльності.
4. Популяційно-видовий – на ньому забезпечується вільний обмін спадковою інформацією (відбуваються елементарні еволюційні процеси).
5. Біогеоценотичний – на ньому відбувається колообіг речовин між живими і неживими системами, а також потік енергії між популяціями різних видів.
6. Біосферний – на ньому відбувається біологічний колообіг речовин, а також єдиний потік енергії, які забезпечують функціонування біосфери як цілісної системи.

 

Основні ознаки живого

 

1. Обмін речовин та енергії – сукупність всіх біохімічних процесів, що відбуваються в живій системі (включає: надходження речовин в організм, перетворення речовин та енергії в організмі, видалення речовин з організму):

- живлення – процес надходження до організму поживних речовин та їх засвоєння; за типом живлення організми розрізняють:

o автотрофи – для живлення самостійно утворюють органічні речовини з неорганічних;

o гетеротрофи – живляться готовими органічними речовинами із навколишнього середовища;

- біосинтез – процес утворення в організмі складних органічних речовин з використанням енергії;

- дихання – процес окиснення органічних речовин із вивільненням енергії; за способом дихання організми розрізняють:

o аероби – для окиснення використовують О₂;

o анероби – для окиснення не використовують О₂;

- виділення – процес виведення з організму непотрібних і шкідливих продуктів життєдіяльності.

1. Ріст – збільшення розмірів тіла; ріст розрізняють:

o обмежений – припиняється після досягнення певних розмірів;

o необмежений – не припиняється впродовж життя.

1. Розвиток – послідовні якісні зміни в організмі (процес формування).
2. Розмноження – збільшення кількості організмів; розмноження розрізняють:

o нестатеве – відбувається частинами організму (вегетативне) або за допомогою спеціальних утворень (спор, конідій, бруньок тощо);

o статеве – відбувається з утворенням гамет (статевих клітин), які зливаються в зиготу.

1. Подразливість – здатність відповідати на зміни навколишнього середовища (виявляється у формі руху).
2. Саморегуляція – підтримання сталості хімічного складу, будови, властивостей у змінних умовах середовища.
3. Пристосованість – відповідність будови і життєдіяльності конкретним умовам середовища.

 

Основні систематичні категорії (таксони)

 

царство Рослини	приклад	царство Тварини	приклад
відділ	Покритонасінні	тип	Хордові
клас	Дводольні	клас	Ссавці
порядок	Розоцвіті	ряд	Хижі
родина	Розові	родина	Ведмежі
рід	Перстач	рід	Ведмідь
вид	Перстач прямостоячий	вид	Ведмідь бурий

 

ІМПЕРІЯ НЕКЛІТИННІ

ЦАРСТВО ВІРУСИ

 

Початок вірусології поклали праці російського вченого Івановського Д.І. (у 1852 році досліджував вірус тютюнової мозаїки).

Віруси – паразитичні живі системи неклітинної будови (внутрішньоклітинні паразити). Походять від клітинних організмів (тому їх не слід вважати попередниками клітинних форм життя). Поза клітиною організму-хазяїна ознак життєдіяльності не проявляють. Мають високу специфічність щодо організмів-хазяїв.

Розміри – 20-300 нм. Форма – різноманітна, геометрично правильна, має високий ступінь симетрії, що обумовлено здатністю вірусів до кристалізації.

Структурні компоненти вірусів:

- нуклеокапсид:

o серцевина – генетичний матеріал, представлений одноланцюговою чи дволанцюговою молекулою ДНК або РНК;

o капсид – білкова оболонка, що оточує серцевину; складається з капсомерів (ідентичних структурних одиниць);

- зовнішні оболонки – додаткові ліпопротеїдні (утворені ліпідами і білками) комплекси, що виникають із плазматичної мембрани клітини-хазяїна (можуть мати складні відростки).

Типи вірусів за будовою:

- прості – представлені тільки нуклеокапсидом;

- складні – представлені нуклеокапсидом і зовнішніми оболонками.

Життєвий цикл віруса

1. Стадія віроспори (прояви життєдіяльності відсутні).
2. Прикріплення до клітини (у місці прикріплення розчиняється клітинна оболонка).
3. Проникнення в клітину (проникає переважно тільки серцевина).
4. Латентна (прихована) стадія (НК віруса вбудовується в генетичний апарат клітини-хазяїна; клітина синтезує необхідні для віруса нуклеїнові кислоти і білки).
5. Утворення нового покоління вірусів.
6. Вихід віроспор.

Бактеріофаги (фаги) – віруси, які паразитують у бактеріях (складні, пуголовкоподібної форми; у будові розрізняють головку, хвіст, хвостові відростки). До бактеріофагів належать Т-фаг, фаг λ.

Ретровіруси – РНК-вмісні віруси, у яких відбувається зворотна транскрипція (інформація зчитується з РНК на ДНК). До ретровірусів належить ВІЛ.

Віруси є збудниками захворювань рослин (мозаїчна хвороба тютюну, гороху), тварин (ящур, чумка, сказ), людини.

 

Вірусні захворювання людини

Назва хвороби	Спосіб поширення інфекції	Частини тіла, які уражаються
Грип (спричиняється міксовірусом типів А, В, С)	повітряно-крапельний шлях	дихальні шляхи
Застуда	повітряно-крапельний шлях	верхні дихальні шляхи
Натуральна віспа	повітряно-крапельний шлях, фізичний контакт (через виразки на шкірі)	верхні дихальні шляхи, шкіра
Вітряна віспа(вітрянка)	повітряно-крапельний шлях, фізичний контакт (через виразки на шкірі)	верхні дихальні шляхи, шкіра
Паротит (свинка)	повітряно-крапельний шлях	дихальні шляхи, різні частини тіла (слинні залози і сім’яники)
Кір	повітряно-крапельний шлях	дихальні шляхи, шкіра, кишечник
Краснуха	повітряно-крапельний шлях	дихальні шляхи, шийні лімфовузли, очі, шкіра
Поліомієліт (дитячий параліч)	повітряно-крапельний шлях, фекальні забруднення	глотка, кишечник, кров, рухові нейрони спинного мозку
СНІД(спричиняється ретровірусом ВІЛ)	фізичний контакт (незахищений статевий акт, пологи), переливання крові, використання ін’єкційних засобів, годування грудним молоком	кров, лімфа (руйнуються Т-лімфоцити, що призводить до зниження активності імунної системи)

 

 

ІМПЕРІЯ КЛІТИННІ. НАДЦАРСТВО ПРОКАРІОТИ

 

ЦАРСТВО ДРОБ’ЯНКИ

 

Відділ Бактерії

 

Бактерії – прокаріотичні (без’ядерні) одноклітинні організми.

Є найдревнішою групою живих організмів – з’явились близько 3,5 млрд. років тому.

Живуть у найрізноманітніших середовищах, зустрічаються на відстані до 3 км у літосфері і до 20 км в атмосфері.

В 1 г ґрунту чи в 1 см³ молока може бути кілька мільярдів бактеріальних клітин.

Розміри: довжина – 0,1-10 мкм, діаметр – 1 мкм.

Форми бактеріальних клітин:

- коки – кулясті:

o монококи – одиночні (наприклад, qonococcus (гонокок) – збудник гонореї);

o диплококи – з’єднані попарно (наприклад, diplococcus pneumoniae (пневмокок) – збудник пневмонії);

o тетракоки – з’єднані по чотири;

o стрептококи – з’єднані у ланцюжок (наприклад, streptococcus pyoqenes – збудник ангіни, скарлатини);

o стафілококи – з’єднані у групу, схожу на виноградне гроно (наприклад, staphylococcus aureus (золотистий стафілокок) – спричиняє інфекцію різних органів);

- бацили – паличкоподібні:

o монобацили – одиночні бацили (наприклад, bacillus diphtheriae (дифтерійна паличка) – збудник дифтерії);

o стрептобацили – з’єднані у ланцюжок (наприклад, bacillus anthracis – збудник сибірської язви);

- вібріони – паличкоподібні, у вигляді коми із джгутиком (наприклад, vibrio cholerae (холерний вібріон)– збудник холери);

- спірили – паличкоподібні, у вигляді спіралі, що має 2-3 оберти, із джгутиком;

- спірохети – паличкоподібні, у вигляді спіралі, що має більше, ніж 3 оберти, із джгутиком (наприклад, treponema pallidum (бліда спірохета) – збудник сифілісу).

Структурні компоненти бактеріальної клітини:

- плазматична мембрана;

- цитоплазма;

- нуклеоїд (кільцева молекула ДНК, довжиною близько 1 мм);

- плазміди (невеликі фрагменти ДНК, які не зв’язані з нуклеоїдом);

- мезосоми (внутрішні вирости плазматичної мембрани, які служать для дихання);

- фотосинтетичні мембрани (внутрішні вирости плазматичної мембрани, які служать для фотосинтезу; є тільки у фотосинтезуючих бактерій);

- 70S-рибосоми (дрібні щільні тільця, які служать для біосинтезу білків);

- клітинні включення (запасні поживні речовини, нерозчинні продукти обміну);

- клітинна стінка (утворена полісахаридом муреїном; у грампозитивних (забарвлюються по Граму) бактерій містить ще вуглеводи і білки, у грамнегативних (не забарвлюються по Граму) – вуглеводи і ліпіди);

- джгутик (простої будови, служить для руху; клітина може мати один або кілька джгутиків);

- пілі або фімбрії (вирости клітинної стінки, які служать для «злипання» клітин);

- капсула або слизовий шар (зовнішнє утворення, яке служить для додаткового захисту або для прилипання до різних поверхонь).

Для перенесення несприятливих умов бактерії можуть утворювати:

- ендоспори –товстостінні довгоживучі утворення всередині бактеріальної клітини;

- цисти –товстостінні довгоживучі утворення із цілої бактеріальної клітини (капсульовані клітини).

Групи бактерій за способом живлення:

- фотоавтотрофи – зелені і пурпурні сіркобактерії (джерело енергії – світло; джерело карбону – СО₂);

- хемоавтотрофи – нітрифікуючі бактерії (джерело енергії – окиснення неорганічних речовин; джерело карбону – СО₂);

- фотогетеротрофи – пурпурні несірчані бактерії (джерело енергії – світло; джерело карбону – органічні речовини);

- хемогетеротрофи – більшість бактерій (джерело енергії – окиснення органічних речовин; джерело карбону – органічні речовини):

o сапрофіти – живляться органічними речовинами відмерлих організмів, або продуктами життєдіяльності (гнильні, молочнокислі бактерії);

o паразити – живляться органічними речовинами живих організмів, використовуючи їх як середовище існування (всі хвороботворні бактерії);

o симбіонти (мутуалісти) – живляться у взаємовигідному співжитті з іншими організмами (бульбочкові азотфіксуючі бактерії, кишкова паличка).

Групи бактерій за способом дихання:

- аероби – отримують енергію в процесі кисневого розщеплення органічних речовин;

- анаероби – отримують енергію в процесі безкисневого розщеплення органічних речовин.

Розмноження бактерій:

- нестатеве – бінарний поділ (материнська клітина ділиться на дві дочірні); деякі бактерії діляться через кожні 20-30 хв.;

- статеве (генетична рекомбінація) – відбувається без утворення гамет:

o кон’югація – між бактеріальними клітинами виникають місточки (участь в їх утворенні беруть пілі), через які відбувається обмін плазмідами (цей процес протікає повільно, тому клітини встигають кілька разів поділитись; таким чином у популяції одночасно зберігаються копії материнських організмів і з’являються генетично видозмінені клітини);

o трансдукція – фрагменти ДНК переносяться з клітини в клітину бактеріофагами;

o трансформація – фрагменти ДНК потрапляють у бактеріальну клітину із навколишнього середовища (вивільняються з клітини, що загинула).

 

Значення бактерій

1. Виконують роль редуцентів у біосфері (мінералізують органічні речовини).
2. Забезпечують колообіг багатьох біогенних хімічних елементів (С, О, Н, N, Р, S, Са).
3. Беруть участь у ґрунтоутворенні (утворенні гумусу).
4. Беруть участь в утворенні нафти, сірководню.
5. Бульбочкові бактерії фіксують атмосферний азот і переводять нітроген у доступну для рослин форму.
6. Бактерії в кишечнику травоїдних тварин забезпечують травлення клітковини.
7. Кишкова паличка в кишечнику людини синтезує вітаміни групи В, вітамін К.
8. Беруть участь в очищенні стічних вод.
9. Використовуються людиною у промислових процесах бродіння (завдяки молочнокислому бродінню із молока отримують молочнокислі продукти, сквашують овочі, заготовляють силос; завдяки оцтовокислому бродінню зі спирту отримують оцет).
10. Використовуються людиною для синтезу важливих органічних речовин (ферментів, гормонів, вітамінів, антибіотиків, кормових та харчових білків).
11. Використовуються людиною для біологічної боротьби із шкідниками рослин.
12. Кишкова паличка (esherihia coli) є важливим об’єктом наукових досліджень.
13. Сапрофіти псують продукти харчування.
14. Паразити є збудниками захворювань рослин, тварин, людини.