Biologiya(yunan bios - həyat, logos - təlim sözlərindən) canlı orqanizmləri və təbiət hadisələrini öyrənən elmdir.

Biologiyanın mövzusu Yer kürəsində yaşayan canlı orqanizmlərin müxtəlifliyidir.

Canlı təbiətin xüsusiyyətləri. Bütün canlı orqanizmlər onları cansız bədənlərdən fərqləndirən bir sıra ümumi xüsusiyyətlərə və xüsusiyyətlərə malikdir. Bunlar struktur xüsusiyyətləri, maddələr mübadiləsi, hərəkət, böyümə, çoxalma, qıcıqlanma, özünü tənzimləmədir. Canlı maddənin sadalanan xüsusiyyətlərinin hər biri üzərində dayanaq.

Yüksək sifarişli quruluş. Canlı orqanizmlər cansız maddələrdən daha yüksək təşkilatlanma səviyyəsinə malik kimyəvi maddələrdən ibarətdir. Bütün orqanizmlərin müəyyən bir quruluş planı var - hüceyrəli və ya hüceyrəsiz (viruslar).

Maddələr mübadiləsi və enerji- bu, tənəffüs, qidalanma, ifrazat proseslərinin məcmusudur ki, onların vasitəsilə orqanizm xarici mühitdən ehtiyac duyduğu maddələri və enerjini alır, onları öz orqanizminə çevirib toplayır və tullantıları ətraf mühitə buraxır.

Qıcıqlanma bədənin ətraf mühitdəki dəyişikliklərə reaksiyasıdır, dəyişən şərtlərə uyğunlaşmağa və sağ qalmağa kömək edir. Bir iynə ilə vurulduqda, bir adam əlini geri çəkir və hidra topa çevrilir. Bitkilər işığa tərəf dönür, amöb isə xörək duzunun kristalından uzaqlaşır.

Böyümə və inkişaf. Canlı orqanizmlər qida maddələrinin tədarükü hesabına böyüyür, ölçüləri artır, inkişaf edir və dəyişir.

Reproduksiya- canlıların özünü çoxaltmaq qabiliyyəti. Çoxalma irsi məlumatların ötürülməsi fenomeni ilə əlaqələndirilir və canlıların ən xarakterik xüsusiyyətidir. İstənilən orqanizmin həyatı məhduddur, lakin çoxalma nəticəsində canlı maddə “ölməzdir”.

Hərəkat. Orqanizmlər az və ya çox aktiv hərəkətə qadirdirlər. Bu, canlı olmağın ən bariz əlamətlərindən biridir. Hərəkət həm bədən daxilində, həm də hüceyrə səviyyəsində baş verir.

Özünütənzimləmə. Canlıların ən xarakterik xüsusiyyətlərindən biri, dəyişən xarici şəraitdə orqanizmin daxili mühitinin sabitliyidir. Bədənin temperaturu, təzyiqi, qazla doyması, maddələrin konsentrasiyası və s. özünütənzimləmə fenomeni yalnız bütün orqanizm səviyyəsində deyil, həm də hüceyrə səviyyəsində baş verir. Bundan əlavə, canlı orqanizmlərin fəaliyyəti sayəsində özünütənzimləmə bütövlükdə biosferə xasdır. Özünütənzimləmə canlıların irsiyyət və dəyişkənlik kimi xüsusiyyətləri ilə əlaqələndirilir.

İrsiyyətçoxalma prosesi zamanı orqanizmin xüsusiyyətlərini və xassələrini nəsildən-nəslə ötürmək qabiliyyətidir.

Dəyişkənlik orqanizmin ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqədə öz xüsusiyyətlərini dəyişmək qabiliyyətidir.

İrsiyyət və dəyişkənlik nəticəsində canlı orqanizmlər xarici şəraitə uyğunlaşır ki, bu da onların sağ qalmasına və nəsil buraxmasına imkan verir.

§ 44. Hüceyrə quruluşu

Canlı orqanizmlərin əksəriyyəti hüceyrə quruluşuna malikdir. Hüceyrə canlıların struktur və funksional vahididir. O, canlı orqanizmlərin bütün əlamətləri və funksiyaları ilə xarakterizə olunur: maddələr mübadiləsi və enerji, böyümə, çoxalma, özünü tənzimləmə. Hüceyrələr forma, ölçü, funksiya və maddələr mübadiləsinin növünə görə dəyişir (şək. 47).

düyü. 47. Hüceyrələrin müxtəlifliyi: 1 – yaşıl evqlena; 2 - bakteriyalar; 3 – yarpaq pulpasının bitki hüceyrəsi; 4 – epitel hüceyrəsi; 5 - sinir hüceyrəsi

Hüceyrə ölçüləri 3-10 ilə 100 µm (1 µm = 0,001 m) arasında dəyişir. Ölçüsü 1-3 µm-dən kiçik olan hüceyrələr daha az rast gəlinir. Ölçüsü bir neçə santimetrə çatan nəhəng hüceyrələr də var. Hüceyrələrin forması da çox müxtəlifdir: sferik, silindrik, oval, milşəkilli, ulduzvari və s. Lakin bütün hüceyrələrin ümumi cəhətləri çoxdur. Onlar eyni kimyəvi tərkibə və ümumi quruluş planına malikdirlər.

Hüceyrənin kimyəvi tərkibi. Bütün məlum kimyəvi elementlərin 20-yə yaxını canlı orqanizmlərdə olur və onlardan 4-ü: oksigen, karbon, hidrogen və azot 95%-ə qədərini təşkil edir. Bu elementlərə biogen elementlər deyilir. Canlı orqanizmləri təşkil edən qeyri-üzvi maddələrdən su ən mühümdür. Hüceyrədəki tərkibi 60-98% arasında dəyişir. Hüceyrənin tərkibində su ilə yanaşı, əsasən ion şəklində olan minerallar da var. Bunlar dəmir, yod, xlor, fosfor, kalsium, natrium, kalium və s. birləşmələridir.

Hüceyrənin tərkibində qeyri-üzvi maddələrlə yanaşı, üzvi maddələr də var: zülallar, lipidlər (yağlar), karbohidratlar (şəkərlər), nuklein turşuları (DNT, RNT). Onlar hüceyrənin əsas hissəsini təşkil edirlər. Ən vacib üzvi maddələr nuklein turşuları və zülallardır. Nuklein turşuları (DNT və RNT) irsi məlumatların ötürülməsində, zülal sintezində və hüceyrənin bütün həyat proseslərinin tənzimlənməsində iştirak edir.

dələlər bir sıra funksiyaları yerinə yetirir: tikinti, tənzimləmə, nəqliyyat, kontraktil, qoruyucu, enerji. Amma ən vacibi zülalların enzimatik funksiyasıdır.

Fermentlər- bunlar canlı orqanizmlərdə baş verən bütün kimyəvi reaksiyaları sürətləndirən və tənzimləyən bioloji katalizatorlardır. Canlı hüceyrədə heç bir reaksiya fermentlərin iştirakı olmadan baş vermir.

Lipidlər Və karbohidratlar Onlar əsasən tikinti və enerji funksiyalarını yerinə yetirir və orqanizm üçün ehtiyat qida maddələridir.

Belə ki, fosfolipidlər zülallarla birlikdə hüceyrənin bütün membran strukturlarını yaradırlar. Yüksək molekulyar ağırlıqlı karbohidrat olan sellüloza bitkilərin və göbələklərin hüceyrə divarını təşkil edir.

Yağlar, nişasta Və glikogen hüceyrə və bütövlükdə orqanizm üçün ehtiyat qidalardır. Qlükoza, fruktoza, saxaroza və s Sahara bitkilərin köklərinin, yarpaqlarının və meyvələrinin bir hissəsidir. qlükoza insanların və bir çox heyvanların qan plazmasının məcburi tərkib hissəsidir. Bədəndə karbohidratlar və yağlar parçalandıqda, həyati proseslər üçün zəruri olan böyük miqdarda enerji ayrılır.

Hüceyrə quruluşları. Hüceyrə xarici hüceyrə membranından, orqanoidləri olan sitoplazmadan və nüvədən ibarətdir (şək. 48).

düyü. 48. Heyvan (A) və bitki (B) hüceyrəsinin quruluşunun birləşmiş diaqramı: 1 - qabıq; 2 - xarici hüceyrə membranı; 3 - əsas; 4 - xromatin; 5 - nüvəcik; 6 – endoplazmatik retikulum (hamar və dənəvər); 7 - mitoxondriya; 8 - xloroplastlar; 9 - Qolci cihazı; 10 - lizosom; 11 - hüceyrə mərkəzi; 12 - ribosomlar; 13 - vakuol; 14 - sitoplazma

Xarici hüceyrə membranı bütün orqanizmlərin hüceyrəsinin canlı məzmununu məhdudlaşdıran bir membranlı hüceyrə quruluşudur. Seçici keçiriciliyə malik olmaqla hüceyrəni qoruyur, xarici mühitlə maddələrin axını və mübadiləsini tənzimləyir, hüceyrənin müəyyən formasını saxlayır. Bitki orqanizmlərinin və göbələklərin hüceyrələrində xaricdəki pərdə ilə yanaşı, membran da vardır. Bu cansız hüceyrə quruluşu bitkilərdə sellüloza, göbələklərdə isə xitindən ibarətdir, hüceyrəyə güc verir, onu qoruyur, bitki və göbələklərin “skeleti”dir.

IN sitoplazma, Hüceyrənin yarı maye tərkibi bütün orqanoidləri ehtiva edir.

Endoplazmik retikulum sitoplazmaya nüfuz edir, hüceyrənin ayrı-ayrı hissələri arasında əlaqəni və maddələrin daşınmasını təmin edir. Hamar və dənəvər EPS var. Qranulyar ER-də ribosomlar var.

Ribosomlar- Bunlar hüceyrədə zülal sintezinin baş verdiyi kiçik göbələk formalı cisimlərdir.

Qolci cihazı sintez edilmiş maddələrin hüceyrədən qablaşdırılmasını və çıxarılmasını təmin edir. Bundan əlavə, onun strukturlarından əmələ gəlir lizosomlar. Bu sferik cisimlərdə hüceyrədaxili həzmi təmin edən, hüceyrəyə daxil olan qida maddələrini parçalayan fermentlər var.

Mitoxondriya- Bunlar uzanmış formanın yarı avtonom membran strukturlarıdır. Hüceyrələrdə onların sayı bölünmə nəticəsində dəyişir və artır. Mitoxondrilər hüceyrənin enerji stansiyalarıdır. Tənəffüs prosesi zamanı maddələrin atmosfer oksigeni ilə son oksidləşməsi baş verir. Bu zaman ayrılan enerji ATP molekullarında saxlanılır, sintezi bu strukturlarda baş verir.

Xloroplastlar, yalnız bitki hüceyrələrinə xas olan yarı avtonom membran orqanoidləri. Xloroplastlar fotosintez prosesini təmin edən xlorofil piqmentinə görə yaşıl rəngdədir;

Xloroplastlara əlavə olaraq bitki hüceyrələrində də var vakuollar, hüceyrə şirəsi ilə doldurulur.

Hüceyrə mərkəzi hüceyrə bölünməsi prosesində iştirak edir. İki sentriol və bir sentrosferdən ibarətdir. Bölünmə zamanı onlar mil sapları əmələ gətirir və hüceyrədə xromosomların vahid paylanmasını təmin edirlər.

Əsas- Bu, hüceyrənin həyatını tənzimləyən mərkəzdir. Nüvə sitoplazmadan məsamələri olan nüvə membranı ilə ayrılır. İçərisində irsi məlumatların ötürülməsini təmin edən DNT molekullarını ehtiva edən karyoplazma ilə doludur. Burada DNT, RNT və ribosomların sintezi baş verir. Çox vaxt nüvədə bir və ya daha çox qaranlıq yuvarlaq formasiyalar görünə bilər - bunlar nüvəciklərdir. Ribosomlar burada əmələ gəlir və toplanır. Nüvədə DNT molekulları nazik xromatin zəncirləri şəklində olduqları üçün görünmür. Bölünməzdən əvvəl DNT spirallaşır, qalınlaşır, zülalla komplekslər əmələ gətirir və aydın görünən strukturlara - xromosomlara çevrilir (şəkil 49). Adətən hüceyrədəki xromosomlar cütləşir, forma, ölçü və irsi məlumat baxımından eynidir. Cütlənmiş xromosomlar adlanır homolog.İkiqat qoşalaşmış xromosom dəsti adlanır diploid. Bəzi hüceyrələr və orqanizmlər adlanan tək, cütləşməmiş çoxluqdan ibarətdir haploid.

düyü. 49. A - xromosom quruluşu: 1 - sentromer; 2 - xromosom qolları; 3 – DNT molekulları; 4 – bacı xromatidlər; B - xromosom növləri: 1 - bərabər silahlı; 2 - müxtəlif çiyinlər; 3 - tək çiyinli

Hər bir orqanizm növü üçün xromosomların sayı sabitdir. Belə ki, insan hüceyrələrində 46 (23 cüt), buğda hüceyrələrində 28 (14 cüt), göyərçinlərdə isə 80 (40 cüt) xromosom var. Bu orqanizmlərdə diploid xromosom dəsti var. Yosunlar, mamırlar və göbələklər kimi bəzi orqanizmlərdə haploid xromosom dəsti var. Bütün orqanizmlərdə cinsi hüceyrələr haploiddir.

Sadalananlara əlavə olaraq bəzi hüceyrələrdə xüsusi orqanoidlər var - kirpiklər Və flagella,əsasən birhüceyrəli orqanizmlərdə hərəkəti təmin edir, lakin onlar çoxhüceyrəli orqanizmlərin bəzi hüceyrələrində də mövcuddur. Məsələn, flagella Euglena green, Chlamydomonas və bəzi bakteriyalarda, kirpiklər isə heyvanların kirpikli epitelinin hüceyrələrində olur.

§ 45. Hüceyrə fəaliyyətinin xüsusiyyətləri

Hüceyrədə maddələr mübadiləsi və enerji. Hüceyrə həyatının əsasını maddələr mübadiləsi və enerjiyə çevirmək təşkil edir. Hüceyrə və ya orqanizmdə baş verən, bir-biri ilə əlaqəli və enerjinin çevrilməsi ilə müşayiət olunan kimyəvi çevrilmələrin məcmusuna deyilir. maddələr mübadiləsi və enerji.

Enerjinin udulması ilə müşayiət olunan üzvi maddələrin sintezi adlanır assimilyasiya və ya plastik mübadiləsi. Enerjinin ayrılması ilə müşayiət olunan üzvi maddələrin parçalanması, parçalanması deyilir dissimilyasiya və ya enerji mübadiləsi.

Yerdəki əsas enerji mənbəyi Günəşdir. Bitki hüceyrələri Günəşin enerjisini tutmaq, onu üzvi maddələrin və ATP molekullarının kimyəvi bağlarının enerjisinə çevirmək üçün xloroplastlarda xüsusi strukturlardan istifadə edirlər.

ATP(adenozin trifosfat) bioloji sistemlərdə universal enerji akkumulyatoru olan üzvi maddədir. Günəş enerjisi bu maddənin kimyəvi bağlarının enerjisinə çevrilir və qlükoza, nişasta və digər üzvi maddələrin sintezinə sərf olunur.

Atmosferdəki oksigen, nə qədər qəribə görünsə də, bitkilərin həyat prosesinin - fotosintezin əlavə məhsuludur.

Günəş enerjisinin təsiri altında qeyri-üzvi maddələrdən üzvi maddələrin sintezi prosesi deyilir fotosintez.

Fotosintezin ümumiləşdirilmiş tənliyini aşağıdakı kimi təqdim etmək olar:

6CO 2 + 6H 2 O – işıq > C 6 H 12 O 6 + 6O 2.

Bitkilərdə üzvi maddələr karbon qazı, su və mineral duzlardan ilkin sintez prosesi ilə əmələ gəlir. Heyvanlar, göbələklər və bir çox bakteriyalar hazır üzvi maddələrdən (bitkilərdən) istifadə edirlər. Bundan əlavə, fotosintez canlı orqanizmlərin nəfəs alması üçün zəruri olan oksigen istehsal edir.

Qidalanma və tənəffüs prosesində üzvi maddələr oksigenlə parçalanır və oksidləşir. Buraxılan enerji qismən istilik şəklində buraxılır və qismən sintez edilmiş ATP molekullarında yenidən saxlanılır. Bu proses mitoxondriyada baş verir. Üzvi maddələrin parçalanmasının son məhsulları yenidən fotosintez prosesində istifadə olunan su, karbon qazı və ammonyak birləşmələridir. ATP-də yığılan enerji böyümə və çoxalma üçün hər bir orqanizm üçün xarakterik olan üzvi maddələrin ikincili sintezinə sərf olunur.

Deməli, bitkilər bütün orqanizmləri təkcə qida ilə deyil, həm də oksigenlə təmin edir. Bundan əlavə, onlar Günəşin enerjisini çevirir və üzvi maddələr vasitəsilə bütün digər orqanizm qruplarına ötürürlər.

§ 46. Orqanizmlərdə maddələr mübadiləsinin növləri

Metabolizm orqanizmlərin əsas xüsusiyyəti kimi. Orqanizm ətraf mühitlə kompleks əlaqədədir. Ondan yemək, su, oksigen, işıq və istilik alır. Bu maddələr və enerji vasitəsilə canlı maddə kütləsi yaradaraq, öz bədənini qurur. Lakin bu mühitdən istifadə edərək orqanizm öz həyat fəaliyyəti sayəsində eyni vaxtda ona təsir edir və onu dəyişdirir. Nəticə etibarı ilə orqanizmlə ətraf mühit arasında qarşılıqlı əlaqənin əsas prosesi maddələr mübadiləsi və enerjidir.

Maddələr mübadiləsinin növləri.Ətraf mühit faktorları müxtəlif orqanizmlər üçün fərqli mənalara malikdir. Bitkilərin böyüməsi və inkişafı üçün işığa, suya və karbon qazına, minerallara ehtiyacı var. Heyvanlar və göbələklər üçün belə şərait kifayət deyil. Onların üzvi qidalara ehtiyacı var. Qidalanma üsuluna, üzvi maddələrin və enerjinin alınması mənbəyinə görə bütün orqanizmlər avtotrof və heterotroflara bölünür.

Avtotrof orqanizmlər günəş işığının enerjisindən istifadə edərək qeyri-üzvi maddələrdən (karbon qazı, su, mineral duzlar) fotosintez zamanı üzvi maddələr sintez edir. Bunlara bütün bitki orqanizmləri, fotosintetik siyanobakteriyalar daxildir. Kemosintetik bakteriyalar həm də qeyri-üzvi maddələrin oksidləşməsi zamanı ayrılan enerjidən istifadə edərək avtotrof qidalanma qabiliyyətinə malikdir: kükürd, dəmir, azot.

Avtotrof assimilyasiya prosesi günəş işığının enerjisi və ya qeyri-üzvi maddələrin oksidləşməsi hesabına həyata keçirilir və qeyri-üzvi maddələrdən üzvi maddələr sintez olunur. Qeyri-üzvi maddələrin udulmasından asılı olaraq karbonun assimilyasiyası, azotun mənimsənilməsi, kükürdün mənimsənilməsi və digər mineral maddələr fərqləndirilir. Avtotrof assimilyasiya fotosintez və kimyosintez prosesləri ilə əlaqələndirilir və adlanır. üzvi maddələrin ilkin sintezi.

Heterotrof orqanizmlər avtotroflardan hazır üzvi maddələr alır. Onlar üçün enerji mənbəyi üzvi maddələrdə toplanan və bu maddələrin parçalanması və oksidləşməsinin kimyəvi reaksiyaları zamanı ayrılan enerjidir. Bunlara heyvanlar, göbələklər və bir çox bakteriya daxildir.

Heterotrof assimilyasiya zamanı orqanizm üzvi maddələri hazır formada qəbul edir və udulmuş maddələrin tərkibində olan enerjidən istifadə edərək onları öz üzvi maddələrinə çevirir. Heterotrof assimilyasiya qida istehlakı, həzm, assimilyasiya və yeni üzvi maddələrin sintezi proseslərini əhatə edir. Bu proses adlanır üzvi maddələrin ikincili sintezi.

Orqanizmlər arasında dissimilyasiya prosesləri də fərqlidir. Onlardan biri həyat üçün oksigen tələb edir - bu aerobik orqanizmlər. Digərlərinin oksigenə ehtiyacı yoxdur və onların həyat prosesləri oksigensiz bir mühitdə baş verə bilər - bu anaerob orqanizmlər.

Xarici və daxili nəfəs arasında fərq var. Orqanizmlə xarici mühit arasında qaz mübadiləsi, o cümlədən oksigenin udulması və karbon qazının sərbəst buraxılması, həmçinin bu maddələrin bədən boyu ayrı-ayrı orqanlara, toxumalara və hüceyrələrə daşınması deyilir. xarici tənəffüs. Bu prosesdə oksigen istifadə edilmir, ancaq nəql olunur.

Daxili, və ya hüceyrə, tənəffüs oksigenin udulmasına, enerjinin sərbəst buraxılmasına və su və karbon qazının əmələ gəlməsinə səbəb olan biokimyəvi prosesləri əhatə edir. Bu proseslər eukaryotik hüceyrələrin sitoplazma və mitoxondrilərində və ya prokaryotik hüceyrələrin xüsusi membranlarında baş verir.

Nəfəs alma prosesinin ümumiləşdirilmiş tənliyi:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 > 6CO 2 + 6H 2 O.

2. Dissimilyasiyanın başqa bir forması anaerob, və ya oksigensiz, oksidləşmə. Bu vəziyyətdə enerji mübadiləsi prosesləri fermentasiya növünə uyğun olaraq davam edir. Fermentasiya enerji ilə zəngin üzvi maddələrin enerjinin daha az enerji ilə zəngin, həm də üzvi maddələrə ayrılması ilə parçalandığı dissimilyasiya formasıdır.

Son məhsullardan asılı olaraq fermentasiya növləri fərqləndirilir: spirtli, laktik turşu, sirkə turşusu və s. Spirtli fermentasiya maya göbələklərində, bəzi bakteriyalarda baş verir, həmçinin bəzi bitki toxumalarında baş verir. Süd turşusu fermentasiyası laktik turşu bakteriyalarında baş verir, həmçinin oksigen çatışmazlığı olduqda insanların və heyvanların əzələ toxumasında baş verir.

Avtotrof və heterotrof orqanizmlərdə metabolik reaksiyaların qarşılıqlı əlaqəsi. Metabolik proseslər vasitəsilə təbiətdəki avtotrof və heterotrof orqanizmlər bir-birinə bağlıdır (şək. 50).

düyü. 50. Biosferdə maddə və enerji axını

Orqanizmlərin ən mühüm qrupları qeyri-üzvi maddələrdən üzvi maddələr sintez etməyə qadir olan avtotroflardır. Avtotrofların əksəriyyəti fotosintez prosesi ilə qeyri-üzvi karbonu - karbon qazını mürəkkəb üzvi birləşmələrə çevirən yaşıl bitkilərdir. Yaşıl bitkilər də fotosintez zamanı canlıların tənəffüsü üçün zəruri olan oksigen istehsal edirlər.

Heterotroflar yalnız hazır üzvi maddələri mənimsəyərək onların parçalanmasından enerji alırlar. Avtotrof və heterotrof orqanizmlər metabolik proseslər və enerji ilə bir-birinə bağlıdır. Fotosintez praktiki olaraq orqanizmləri qida və oksigenlə təmin edən yeganə prosesdir.

Fotosintezin geniş miqyaslı olmasına baxmayaraq, Yerdəki yaşıl bitkilər yarpaqlarına düşən günəş enerjisinin yalnız 1%-ni istifadə edir. Biologiyanın ən mühüm vəzifələrindən biri mədəni bitkilərin günəş enerjisindən istifadə əmsalını artırmaq və məhsuldar sortlar yaratmaqdır.

Son illərdə orqanizmində 6%-ə qədər xlorofil olan və günəş enerjisinin 20%-ə qədərini udmaq qabiliyyətinə malik olan birhüceyrəli yosun Chlorella xüsusi diqqət çəkir. Süni şəkildə çoxaldıqda xlorella sürətlə çoxalır və hüceyrəsindəki protein miqdarı artır. Bu protein bir çox qidalarda qida əlavəsi kimi istifadə olunur. Müəyyən edilmişdir ki, 1 hektar su səthindən gündəlik 700 kq-a qədər xlorella quru maddəsi əldə etmək olar. Bundan əlavə, xlorella çox miqdarda vitamin sintez edir.

Xlorellaya olan digər maraq kosmos uçuşları ilə bağlıdır. Süni şəraitdə xlorella kosmik gəmiyə fotosintez zamanı ayrılan oksigeni təmin edə bilər.

§ 47. Orqanizmlərin qıcıqlanması və hərəkəti

Qıcıqlanma anlayışı. Mikroorqanizmlər, bitkilər və heyvanlar ətraf mühitin müxtəlif təsirlərinə cavab verir: mexaniki təsirlər (deşilmə, təzyiq, zərbə və s.), temperaturun dəyişməsi, işıq şüalarının intensivliyi və istiqaməti, səs, elektrik stimullaşdırılması, havanın kimyəvi tərkibindəki dəyişikliklər. , su və ya torpaq və s. Bu, sabit və qeyri-sabit vəziyyət arasında bədəndə müəyyən dalğalanmalara səbəb olur. Canlı orqanizmlər inkişaf etdikcə bu vəziyyətləri təhlil etmək və onlara uyğun reaksiya vermək qabiliyyətinə malikdirlər. Bütün orqanizmlərin oxşar xüsusiyyətlərinə qıcıqlanma və həyəcanlılıq deyilir.

Qıcıqlanma bədənin xarici və ya daxili təsirlərə cavab vermək qabiliyyətidir.

Qıcıqlanma canlı orqanizmlərdə daha yaxşı maddələr mübadiləsini və ətraf mühitin təsirindən qorunmasını təmin edən uyğunlaşma kimi yaranmışdır.

Həyəcanlılıq canlı orqanizmlərin stimulların təsirini qavramaq və onlara həyəcan reaksiyası ilə cavab vermək qabiliyyətidir.

Ətraf mühitin təsirləri hüceyrənin və onun orqanellələrinin, toxumalarının, orqanlarının və bütövlükdə orqanizmin vəziyyətinə təsir göstərir. Bədən buna uyğun reaksiyalarla cavab verir.

Qıcıqlanmanın ən sadə təzahürüdür hərəkat.Ən sadə orqanizmlər üçün belə xarakterikdir. Bunu mikroskop altında amöba üzərində aparılan təcrübədə müşahidə etmək olar. Əgər amöbanın yanına kiçik qida parçaları və ya şəkər kristalları qoyularsa, o, qidaya doğru aktiv şəkildə hərəkət etməyə başlayır. Psevdopodların köməyi ilə amöba hüceyrənin içərisinə çəkərək parçanı əhatə edir. Orada dərhal bir həzm vakuol əmələ gəlir, orada qida həzm olunur.

Orqanizmin strukturu mürəkkəbləşdikcə həm maddələr mübadiləsi, həm də qıcıqlanma təzahürləri mürəkkəbləşir. Təkhüceyrəli orqanizmlərdə və bitkilərdə ətraf mühitdən gələn qıcıqlanmaların qəbulunu və ötürülməsini təmin edən xüsusi orqanlar yoxdur. Çoxhüceyrəli heyvanlar hiss orqanlarına və sinir sisteminə malikdirlər, bunun sayəsində qıcıqlanmaları qəbul edirlər və onlara cavablar böyük dəqiqlik və məqsədəuyğunluq əldə edir.

Birhüceyrəli orqanizmlərdə qıcıqlanma. Taksilər.

Qıcıqlanmanın ən sadə formaları mikroorqanizmlərdə (bakteriyalar, təkhüceyrəli göbələklər, yosunlar, ibtidailər) müşahidə olunur.

Amöbə ilə nümunədə amöbanın stimula (qidaya) doğru hərəkətini müşahidə etdik. Xarici mühitin qıcıqlanmasına cavab olaraq birhüceyrəli orqanizmlərin bu motor reaksiyasına deyilir taksilər. Taksilər kimyəvi qıcıqlanma nəticəsində yaranır, ona görə də onu da adlandırırlar kemotaksis(Şəkil 51).

düyü. 51. Kirpiklərdə kemotaksis

Taksilər müsbət və mənfi ola bilər. Sınaq borusunun orta hissəsi ilə üzbəüz yerləşmiş tək deşiyi olan qapalı karton qutuya siliat-başmaq kulturası olan sınaq borusunu yerləşdirək və onu işığa buraxaq.

Bir neçə saatdan sonra bütün kirpiklər sınaq borusunun işıqlandırılmış hissəsində cəmləşəcək. Bu müsbətdir fototaksis.

Taksilər çoxhüceyrəli heyvanlar üçün xarakterikdir. Məsələn, qan leykositləri bakteriyaların ifraz etdiyi maddələrə qarşı müsbət kemotaksis nümayiş etdirir, bu bakteriyaların toplandığı, onları tutduğu və həzm etdiyi yerlərdə cəmləşir.

Çoxhüceyrəli bitkilərdə qıcıqlanma. Tropizmlər.Çoxhüceyrəli bitkilərin hiss orqanları və ya sinir sistemi olmasa da, onlar açıq şəkildə müxtəlif qıcıqlanma formalarını nümayiş etdirirlər. Onlar bitkinin və ya onun orqanlarının (kök, gövdə, yarpaq) böyümə istiqamətinin dəyişdirilməsini nəzərdə tutur. Çoxhüceyrəli bitkilərdə qıcıqlanmanın belə təzahürləri adlanır tropizmlər.

Yarpaqları ilə kök göstərir müsbət fototropizm və işığa doğru böyüyür və kökə - mənfi fototropizm(Şəkil 52). Bitkilər Yerin cazibə sahəsinə cavab verir. Dağ yamacında böyüyən ağaclara diqqət yetirin. Torpağın səthi yamac olsa da, ağaclar şaquli olaraq böyüyür. Bitkilərin cazibə qüvvəsinə reaksiyası deyilir geotropizm(Şəkil 53). Cücərən toxumdan çıxan kök həmişə yerə doğru aşağıya doğru yönəlir - müsbət geotropizm. Bir toxumdan inkişaf edən yarpaqları olan tumurcuq həmişə yerdən yuxarıya doğru yönəldilir - mənfi geotropizm.

Tropizmlər çox müxtəlifdir və bitki həyatında böyük rol oynayır. Onlar üzüm və şerbetçiotu kimi müxtəlif dırmaşma və dırmaşma bitkilərində böyümə istiqamətində aydın şəkildə ifadə edilir.

düyü. 52. Fototropizm

düyü. 53. Geotropizm: 1 – düz böyüyən turp fidanları olan çiçək qabı; 2 – fototropizmi aradan qaldırmaq üçün yan üstə qoyulmuş və qaranlıqda saxlanılan çiçək qabı; 3 – çiçək qabındakı tinglər cazibə qüvvəsinin təsirinə əks istiqamətdə əyilmişdir (gövdələr mənfi geotropizmə malikdir)

Tropizmlərə əlavə olaraq, bitkilər başqa növ hərəkətlər də nümayiş etdirirlər - nastiya. Onlar tropizmlərdən onlara səbəb olan stimulun xüsusi oriyentasiyasının olmaması ilə fərqlənirlər. Məsələn, utancaq mimoza yarpaqlarına toxunsanız, onlar tez uzununa bükülür və aşağı düşürlər. Bir müddət sonra yarpaqlar əvvəlki vəziyyətinə qayıdır (şək. 54).

düyü. 54. Nastia utancaq mimozada: 1 - normal vəziyyətdə; 2 - qıcıqlandıqda

Bir çox bitkinin çiçəkləri işığa və rütubətə cavab verir. Məsələn, lalə çiçəkləri işıqda açılır, qaranlıqda bağlanır. Dandelionun çiçəklənməsi buludlu havada bağlanır və aydın havada açılır.

Çoxhüceyrəli heyvanlarda qıcıqlanma. Reflekslər.Çoxhüceyrəli heyvanlarda sinir sisteminin, hiss orqanlarının və hərəkət orqanlarının inkişafı ilə əlaqədar olaraq qıcıqlanmanın formaları mürəkkəbləşir və bu orqanların sıx qarşılıqlı əlaqəsindən asılıdır.

Ən sadə formada belə qıcıqlanma coelenteratlarda baş verir. Şirin su hidrasını iynə ilə vursanız, o, topa çevriləcək. Xarici qıcıqlanma həssas hüceyrə tərəfindən qəbul edilir. Onda yaranan həyəcan sinir hüceyrəsinə ötürülür. Sinir hüceyrəsi həyəcanı dəri-əzələ hüceyrəsinə ötürür, qıcıqlanmaya daralma ilə reaksiya verir. Bu proses refleks (refleks) adlanır.

Refleks- Bu, bədənin sinir sistemi tərəfindən həyata keçirilən qıcıqlanmaya reaksiyasıdır.

Refleks ideyası Dekart tərəfindən ifadə edilmişdir. Sonralar İ.M.Seçenov və İ.P.Pavlovun əsərlərində işlənib hazırlanmışdır.

Qıcıqlanmanı qəbul edən orqandan cavab verən orqana sinir həyəcanının keçdiyi yola deyilir. refleks qövsü.

Sinir sistemi olan orqanizmlərdə iki növ refleks var: şərtsiz (anadangəlmə) və şərti (qazanılmış). Şərti reflekslər şərtsiz olanlar əsasında formalaşır.

Hər hansı bir qıcıqlanma hüceyrələrdə maddələr mübadiləsinin dəyişməsinə səbəb olur, bu da həyəcana səbəb olur və reaksiya meydana gəlir.

§ 48. Hüceyrənin həyat dövrü

Bütün metabolik proseslərin baş verdiyi hüceyrə həyatının dövrü deyilir hüceyrənin həyat dövrü.

Hüceyrə dövrü interfaza və bölünmədən ibarətdir.

İnterfaza iki hüceyrə bölünməsi arasındakı dövrdür. Aktiv metabolik proseslər, zülal və RNT sintezi, qida maddələrinin hüceyrə tərəfindən toplanması, böyüməsi və həcminin artması ilə xarakterizə olunur. İnterfazanın sonuna doğru DNT-nin ikiqat artması (replikasiya) baş verir. Nəticədə, hər bir xromosomda iki DNT molekulu var və iki bacı xromatiddən ibarətdir. Hüceyrə bölünməyə hazırdır.

Hüceyrə bölünməsi. Bölünmə qabiliyyəti hüceyrə həyatının ən vacib xüsusiyyətidir. Öz-özünə çoxalma mexanizmi hüceyrə səviyyəsində işləyir. Hüceyrə bölünməsinin ən geniş yayılmış üsulu mitozdur (şək. 55).

düyü. 55.İnterfaza (A) və mitotik fazalar (B): 1 – profilaktika; 2 - metafaza; 3 - anafaza; 4 - telofaza

Mitoz orijinal ana hüceyrə ilə eyni olan iki qız hüceyrəsinin əmələ gəlməsi prosesidir.

Mitoz iki qız hüceyrəsi arasında genetik məlumatın və orqanoidlərin bərabər paylanmasını təmin edən dörd ardıcıl mərhələdən ibarətdir.

1. IN profilaktika nüvə membranı yox olur, xromosomlar mümkün qədər spiral olur və aydın görünür. Hər bir xromosom iki bacı xromatiddən ibarətdir. Hüceyrə mərkəzinin sentriolları qütblərə doğru ayrılır və mil əmələ gətirir.

2. IN metafaza xromosomlar ekvator zonasında yerləşir, mil sapları xromosomların sentromerləri ilə birləşir.

3. Anafaza bacı xromatid xromosomlarının hüceyrənin qütblərinə ayrılması ilə xarakterizə olunur. Hər bir qütb orijinal hüceyrədə olduğu kimi eyni sayda xromosomla bitir.

4. IN telofaza Sitoplazma və orqanoidlər bölünür, hüceyrənin mərkəzində hüceyrə membranının bir hissəsi əmələ gəlir və iki yeni qız hüceyrəsi meydana gəlir.

Bütün bölünmə prosesi hüceyrə və orqanizmin növündən asılı olaraq bir neçə dəqiqədən 3 saata qədər davam edir. Hüceyrə bölünməsi mərhələsi onun interfazasından bir neçə dəfə qısadır. Mitozun bioloji mənası xromosomların sayının və irsi məlumatların sabitliyini, orijinal və yeni yaranan hüceyrələrin tam eyniliyini təmin etməkdir.

§ 49. Orqanizmlərin çoxalma formaları

Təbiətdə orqanizmlərin çoxalmasının iki növü var: aseksual və cinsi.

Aseksual çoxalma ilkin ana orqanizminin bir hüceyrə və ya hüceyrə qrupundan yeni orqanizmin əmələ gəlməsidir. Bu halda, çoxalmada yalnız bir valideyn fərd iştirak edir ki, bu da öz irsi məlumatlarını qızı fərdlərinə ötürür.

Aseksual çoxalma mitoza əsaslanır. Aseksual çoxalmanın bir neçə forması var.

Sadə bölgü və ya ikiyə bölünmə, birhüceyrəli orqanizmlər üçün xarakterikdir. Bir hüceyrədən mitoz yolu ilə iki qız hüceyrə əmələ gəlir, hər biri yeni bir orqanizmə çevrilir.

Qönçələnmə qız orqanizminin valideyndən ayrıldığı aseksual çoxalma formasıdır. Bu forma maya, hidra və bəzi digər heyvanlar üçün xarakterikdir.

Sporlu bitkilərdə (yosunlar, mamırlar, qıjılar) köməyi ilə çoxalma baş verir münaqişə, ananın bədənində əmələ gələn xüsusi hüceyrələr. Cücərən hər bir spor yeni bir orqanizmin yaranmasına səbəb olur.

Vegetativ yayılma- ayrı-ayrı orqanlar, orqanların hissələri və ya bədən tərəfindən çoxalma. Bu, orqanizmlərin bədənin itkin hissələrini bərpa etmək qabiliyyətinə əsaslanır - regenerasiya. Bitkilərdə (gövdəsi, yarpaqları, tumurcuqları ilə çoxalma) və aşağı onurğasız heyvanlarda (coelenteratlar, yastı qurdlar və annelidlər) rast gəlinir.

Cinsi çoxalma– iki valideyn fərdin iştirakı ilə yeni orqanizmin formalaşmasıdır. Yeni orqanizm hər iki valideyndən irsi məlumat daşıyır.

Cinsi çoxalma zamanı mikrob hüceyrələrinin birləşməsi baş verir - gametlər kişi və qadın bədəni. Cinsiyyət hüceyrələri xüsusi növ bölünmə nəticəsində əmələ gəlir. Bu halda, diploid (ikiqat) xromosom dəsti daşıyan yetkin orqanizmin hüceyrələrindən fərqli olaraq, əmələ gələn gametlərdə haploid (tək) dəst olur. Mayalanma nəticəsində xromosomların qoşalaşmış, diploid dəsti bərpa olunur. Cütlüyün bir xromosomu ata, digəri isə anadır. Gametes meioz prosesi zamanı cinsi vəzilərdə və ya ixtisaslaşmış hüceyrələrdə əmələ gəlir.

Meyoz- bu hüceyrənin xromosom dəstinin yarıya endiyi hüceyrə bölgüsüdür (şək. 56). Bu bölmə deyilir reduksionist.

düyü. 56. Meyozun fazaları: A – birinci bölünmə; B - ikinci divizion. 1, 2 - profilaktika I; 3 - metafaza I; 4 - anafaza I; 5 - telofaza I; 6 - profilaktika II; 7 - metafaza II; 8 - anafaza II; 9 - telofaza II

Meyoz mitoz ilə eyni mərhələlərlə xarakterizə olunur, lakin proses iki ardıcıl bölmədən (meyoz I və meyoz II) ibarətdir. Nəticədə iki deyil, dörd hüceyrə əmələ gəlir. Meyozun bioloji mənası mayalanma zamanı yeni əmələ gələn orqanizmlərdə xromosomların sayının sabitliyini təmin etməkdir. Qadın reproduktiv hüceyrəsi - yumurta, həmişə böyük, bir çox qida ehtiva edir, tez-tez hərəkətsizdir.

Kişi reproduktiv hüceyrələri - sperma, kiçik, tez-tez mobil, flagella var, onlar yumurtadan daha çox sayda istehsal olunur. Toxumlu bitkilərdə erkək gametlər hərəkətsizdir və çağırılır sperma.

Gübrələmə- formalaşması ilə nəticələnən kişi və qadın reproduktiv hüceyrələrinin birləşmə prosesi ziqot.

Zigotadan bir embrion inkişaf edir, bu da yeni bir orqanizmin yaranmasına səbəb olur.

Gübrələmə xarici və ya daxili ola bilər. Xarici gübrələmə su sakinləri üçün xarakterikdir. Cinsiyyət hüceyrələri xarici mühitə çıxır və bədəndən kənarda birləşir (balıqlar, amfibiyalar, yosunlar). Daxili gübrələmə yerüstü orqanizmlər üçün xarakterikdir. Mayalanma qadın cinsiyyət orqanlarında baş verir. Embrion həm ananın bədənində (məməlilər), həm də onun xaricində - yumurtada (quşlar, sürünənlər, həşəratlar) inkişaf edə bilər.

Mayalanmanın bioloji əhəmiyyəti ondan ibarətdir ki, gametlərin birləşməsi zamanı xromosomların diploid dəsti bərpa olunur və yeni orqanizm iki valideynin irsi məlumatlarını və xüsusiyyətlərini daşıyır. Bu, orqanizmlərin müxtəlif xüsusiyyətlərini artırır və onların canlılığını artırır.

Fototrof orqanizmlərdə fotosintez prosesində işıq enerjisi mürəkkəb üzvi maddələrin kimyəvi enerjisinə çevrilir, sonra onlar tənəffüs reaksiyalarına daxil olur və bioloji oksidləşməyə məruz qalır. Tənəffüs zamanı üzvi maddələrin oksidləşmə enerjisinin əhəmiyyətli bir hissəsi ATP və digər yüksək enerjili birləşmələrin meydana gəlməsinə sərf olunur, onların iştirakı ilə daha sonra bədənin həyati proseslərini təmin etmək üçün zəruri olan müxtəlif maddələrin sintezi üçün enderqonik reaksiyalar başlayır. . ATP molekullarının kimyəvi enerjisinə çevrilən üzvi maddələrin oksidləşmə enerjisi floem sistemi vasitəsilə bitkinin istənilən orqan və toxumalarına ötürülür və onlarda biosintetik proseslərin aparılması, maddələrin və ionların hüceyrədaxili daşınması, orqanizmin müdafiə reaksiyalarına başlamaq və s. Kimetrofik orqanizmlərdə maddələrin oksidləşməsi və onların kimyəvi enerjisinin ATP və digər yüksək enerjili birləşmələrin sintezi üçün istifadəsi ilə bağlı oxşar proseslər baş verir ki, bu da daha sonra müxtəlif əlaqəli biosintetik proseslərə daxil edilir.

Beləliklə, biz görürük ki, hər hansı bir orqanizmin həyat fəaliyyəti iki əks prosesdən - maddələrin parçalanması və bununla əlaqədar yüksək enerjili birləşmələrin sintezindən və yüksək enerjili birləşmələrin enerjisindən istifadə edən mürəkkəb maddələrin əmələ gəlməsinin biosintetik proseslərindən ibarətdir. Karbohidratların, yağların, zülalların və digər birləşmələrin molekullarının enzimatik parçalanması zamanı daha sadə maddələrə çevrildiyi və tənəffüs reaksiyalarında sonrakı oksidləşməsinə səbəb olan maddələrin parçalanması prosesi katabolizm adlanır. Sərbəst enerjinin udulması ilə müşayiət olunan mürəkkəb maddələrin sintezinin əks prosesi anabolizm adlanır. Bu proseslərin hər ikisi bədənin maddələr mübadiləsində bir-biri ilə sıx bağlıdır. Anabolik proses üçün xarakterik olan biosintetik reaksiyaların gücləndirilməsi həmişə anabolik reaksiyalarda bioenergetik birləşmə amilləri kimi zəruri olan yüksək enerjili birləşmələrin sintezi üçün kimyəvi enerji buraxan katabolizmin aktivləşdirilməsini tələb edir. Bitki orqanizmlərində bioenergetik proseslərin ümumi istiqaməti, o cümlədən katabolizm və anabolizm prosesləri, həmçinin yüksək enerjili birləşmələrin sintezi və onların biosintetik reaksiyalarda istifadəsi sxematik şəkildə Şek. 14.

Bu diaqramdan göründüyü kimi, katabolik proseslərdən anabolik proseslərə universal enerji daşıyıcısı kimi bioenergetik proseslərin həyata keçirilməsində yüksək enerjili birləşmələr və xüsusilə ATP mühüm rol oynayır. Yüksək enerjili birləşmələr olmadıqda, anabolik və katabolik proseslər kəsilir, bu da bədənin normal fəaliyyətinin dayandırılmasına səbəb olur.

Sualları nəzərdən keçirin.

Bioenerji sistemlərinin fəaliyyətinin xüsusiyyətləri hansılardır? 2. Reaksiyaya girən maddələrin və reaksiya məhsullarının yanma istiliyindən biokimyəvi sistemin daxili enerjisinin dəyişməsini necə təyin etmək olar? 3. Entalpiya adlanan termodinamik funksiyadan istifadə edərək biokimyəvi reaksiyanın istilik effektini necə qiymətləndirirsiniz? 4. Biokimyəvi çevrilmələrin istiqamətini xarakterizə etmək üçün entropiyanın termodinamik funksiyasından necə istifadə olunur? 5. Ekzerqonik və enderqonik reaksiyaları hansı termodinamik meyarlarla qiymətləndirmək olar? 6. Biokimyəvi reaksiyalar zamanı sərbəst enerjinin dəyişməsini hansı hesablamalarla müəyyən etmək olar? 7. Redoks reaksiyalarında spontan reallaşmanın istiqaməti və mümkünlüyü necə müəyyən edilir? 8. Fizioloji mühitdə biokimyəvi reaksiyaların xüsusiyyətləri hansılardır? 9. Maddələrin konyuqativ sintezi zamanı hansı termodinamik prinsiplər həyata keçirilir? 10. Yüksək enerjili birləşmələrin bioloji rolu nədir? 11. Yüksək enerjili birləşmələrin hansı növləri məlumdur? 12. Ən universal yüksək enerjili birləşmə kimi ATP-nin rolu nədir? 13. Canlı orqanizmlərdə ATP sintezi necə baş verir? 14. Bitki orqanizmində bioenergetik proseslər hansı istiqamətdə gedir? 15. Katabolizm proseslərinin biokimyəvi xüsusiyyətləri hansılardır?

Modul Vahidi 6 Xülasə.

Dəyişən ətraf mühit şəraitində onun normal fəaliyyətini təmin edən orqanizmdəki bütün bioenergetik çevrilmələrin məcmusu biokimyanın biokimyəvi enerji adlanan bölməsi tərəfindən öyrənilir. Biokimyəvi reaksiyaların enerji parametrlərini qiymətləndirmək üçün termodinamik funksiyalardan - sistemin daxili enerjisindən, entalpiyadan, entropiyadan, Gibbsin sərbəst enerjisindən və s. istifadə olunur.Biokimyəvi reaksiyalar ətraf mühitlə maddələr və enerji mübadiləsi aparan açıq sistemlərdə aparılır. Ən sadə biokimyəvi sistemə reaktivlər, reaksiya məhsulları və bu reaksiyanı kataliz edən ferment daxildir. Biokimyəvi reaksiyaların çox yüksək sürətlə getməsi və xarici mühitdə dəyişikliklərin nisbətən ləng baş verməsi səbəbindən biokimyəvi enerjidə orqanizmdə bütün proseslərin sabit təzyiq və sabit temperaturda getdiyi qəbul edilir.

Sistemin daxili enerjisinin dəyişməsi sistemə daxil olan və çıxan bütün enerjilərin cəbri cəmi kimi müəyyən edilir. Entalpiyanın dəyişməsi biokimyəvi reaksiyaların istilik effektlərini müəyyən edir (H-də<О реакция экзотермическая, при Н>O – endotermik). Sərbəst enerjinin dəyişməsini hesablamaq üçün biokimyəvi çevrilmələr zamanı entropiyanın dəyişməsindən istifadə olunur. Spontan reaksiyalar zamanı sistemin sərbəst enerjisi azalır (G<О), такие реакции называют экзергоническими. В ходе эндергонических реакций свободная энергия системы увеличивается (G>HAQQINDA).

Enerqon reaksiyaları ekzerqonik reaksiyada ayrılan enerjinin udulması hesabına özbaşına baş verə bilər, bir şərtlə ki, bu reaksiyalar eyni biokimyəvi sistemdə baş versin. Belə reaksiyalara maddələrin sintezinin qoşa reaksiyaları deyilir. Maddələrin konjugat sintezi zamanı enerjidən istifadə əmsalı 40-60% təşkil edir. Birləşən ekzerqon reaksiyasında yüksək enerjili birləşmələr adlanan maddələr transformasiyaya məruz qalır. Bu maddələrin çevrilməsi zamanı böyük miqdarda sərbəst enerji ayrılır (standart şəraitdə –30-60 kJ/mol). Yüksək enerjili birləşmələrə nukleozid polifosfatlar (ATP, GTP, CTP, UTP və s.), asil fosfatlar (1,3-difosfoqliserin turşusu, asetilfosfat), enol fosfatlar (fosfoenolpiruvik turşu), tioesterlər (asetil-koenzim, koenzim) daxildir. və s.), amidin fosfatlar, imidazollar.

Yüksək enerjili birləşmələr katabolik reaksiyalar adlanan maddələrin parçalanma reaksiyaları zamanı sintez olunur və anabolik reaksiyalar zamanı maddələrin sintezi üçün istifadə olunur. Universal yüksək enerjili birləşmə substrat, fotosintetik və oksidləşdirici fosforlaşma proseslərində sintez olunan adenozin trifosfor turşusudur (ATP). Bədənin hüceyrələrində ATP konsentrasiyası tənzimləyici sistemlərin köməyi ilə müəyyən səviyyədə saxlanılır.

Mühazirə üçün test tapşırıqları 3. Testlər No 67-80.

Mühazirə 4. Fermentlər.

Annotasiya.

Fermentlərin quruluşu, xassələri və təsir mexanizmi təsvir edilmişdir. Onların katalitik fəaliyyətini ifadə edən əsas göstəricilər, həmçinin ferment aktivatorları və inhibitorları göstərilir. İzofermentlər, fermentlərin lokalizasiyası və ferment sistemlərinin fəaliyyət xüsusiyyətləri haqqında məlumat verilir. Konstitutiv və induksiya olunan fermentlərin tənzimlənməsi mexanizmləri nəzərdən keçirilir. Fermentlərin təsnifatının prinsipləri və onların fəaliyyətinin müxtəlif fizioloji şəraitdən asılılığı izah edilir.

Açar sözlər: fermentlər, fermentin katalitik (aktiv) mərkəzi, kilid və açar hipotezi, induksiyalı uyğunluq hipotezi, kofermentlər, dəmir-kükürd zülalları, katatal, fermentlərin spesifik və molyar aktivliyi, fermentin yarı ömrü, izofermentlər, Michaelis sabiti, ferment aktivatorları. və inhibitorlar, rəqabətli və qeyri-rəqabətli inhibitorlar, zülal fermentlərinin inhibitorları, multiferment sistemləri, konstitutiv və induksiya olunan fermentlər, allosterik fermentlər, zimogenlər (profermentlər), ferment aktivliyinin hormonal tənzimlənməsi, oksidoreduktazalar, transferazlar, hidrolazalar, liazalar, izomerazalar, ligazalar.

Baxılan məsələlər.

Fermentlərin təsir mexanizmi.

İkikomponentli fermentlərin quruluşu.

Fermentlərin katalitik aktivliyi.

İzofermentlər.

Ətraf mühit şəraitindən asılı olaraq ferment aktivliyinin dəyişməsi.

Fermentlərin lokalizasiyası.

Enzimatik reaksiyaların tənzimlənməsi.

Fermentlərin təsnifatı.

Modul vahid 7. Fermentlər.

Modul vahidin öyrənilməsinin məqsəd və vəzifələri. Fermentlərin quruluşunu, xassələrini və təsir mexanizmini, fermentativ reaksiyaların tənzimlənməsinin xüsusiyyətlərini və ferment sistemlərinin fəaliyyətini öyrənmək. Tələbələrə kənd təsərrüfatı bitkilərinin becərilməsi texnologiyalarını əsaslandırarkən bitkilərdə gedən biokimyəvi proseslərin intensivliyini və istiqamətini proqnozlaşdırmaq üçün fermentlər haqqında məlumatlardan istifadə etməyi öyrətmək.

Yer üzündə yaşayan bütün canlı orqanizmlər, termodinamika nöqteyi-nəzərindən enerji və maddələrin xaricdən tədarükünü aktiv şəkildə təşkil etməyə qadir olan açıq sistemlərdir. Enerji bütün həyat prosesləri üçün lazımdır, lakin ilk növbədə hüceyrə və orqanizmin strukturlarını qurmaq və bərpa etmək üçün istifadə olunan maddələrin kimyəvi sintezi üçün lazımdır. Canlı orqanizmlər enerjini haradan alırlar? Canlılar yalnız iki növ enerjidən istifadə edə bilirlər - işıq(günəş radiasiya enerjisi) və kimyəvi(kimyəvi birləşmələrin bağlarının enerjisi) - və bu əsasda onlar ikiyə bölünür qruplar: fototroflar Və kemotroflar.

Bədənin komponentlərini sintez etmək üçün xaricdən tikinti materialı kimi istifadə olunan kimyəvi elementləri istehlak etmək lazımdır. Üzvi molekulların əsas struktur elementi karbondur. Karbon mənbələrindən asılı olaraq

Kim necə - fototroflar(bitkilər) günəş radiasiyasının enerjisindən istifadə edir, heterotroflar(göbələklər, heyvanlar) – qida ilə təmin edilən maddələrin kimyəvi bağlarının enerjisi. Yaranan enerji daha sonra əsas struktur elementi karbon olan üzvi molekulların sintezi üçün istifadə olunur. Karbon mənbələrindən asılı olaraq canlı orqanizmlər iki böyük qrupa bölünür: avtotroflar Və heterotroflar. Avtotroflar qeyri-üzvi karbon mənbələri (hava) üzrə ixtisaslaşırlar və heterotroflar... bir şey yeməlidirlər. Ən çox canlı orqanizmlər aiddir fotoavtotroflar və ya kemoheterotroflar. Lakin bəzi canlılar (yaşıl evqlena, xlamidomonas) yaşayış şəraitindən asılı olaraq özlərini avto- və ya heterotrof kimi apararaq xüsusi qrup təşkil edirlər. miksotrofik(avtoheterotrof) orqanizmlər.

Enerji və maddənin istehlakı prosesi adlanır yemək. İki növ güc məlumdur: holozoyik – qida hissəciklərini bədən daxilində tutmaqla, g olofit– tutulmadan, məhlulların bədənin səthi strukturları vasitəsilə udulması yolu ilə. Bədənə bu və ya digər şəkildə daxil olan qida maddələri daha sonra maddələr mübadiləsində iştirak edir.

Metabolizm, və ya maddələr mübadiləsi təmsil edir bədəndə maddələrin müxtəlif kimyəvi çevrilmələri daxil olmaqla, bir-biri ilə əlaqəli və balanslaşdırılmış proseslərin məcmusu. Onun məcburi şərti canlı orqanizmlərin xarici mühitlə əlaqəsidir. Canlılar qida maddələrini xarici mühitdən - su, oksigen və s. alırlar, həyat fəaliyyətinin məhsullarını xarici mühitə buraxırlar. Bu cür mübadilə orqanizmlərin həyatını müəyyənləşdirir: onlar böyüyür, inkişaf edir, quruluşu və xassələri dəyişir, lakin əsas keyfiyyət dəyişmir - sağ qalırlar!

Qeyri-üzvi təbiətli cisimlər də xarici mühitin təsirinə məruz qalır və eyni zamanda öz xarakterik keyfiyyətlərini itirir, yeni keyfiyyətlər alır, transformasiyalar yaşayır: dəmir pasa, daş çınqıllara, quma, toza çevrilir; oksidlər turşulara çevrilir və s.

Bu münasibətlə filosof F.Engels yazırdı: “Aşınmış qaya artıq qaya deyil, oksidləşmə nəticəsində metal pasa çevrilir; Amma cansız cisimlərin məhv olmasının səbəbi nədir mövcudluğun əsas şərtidir».

Qida maddələrinin udulması və tullantıların atılması;

Makromolekulların sintezi, istifadəsi və parçalanması.

Maddələr mübadiləsini təşkil edən bütün müxtəlif kimyəvi proseslər iki qrupa bölünür - assimilyasiya prosesləri və dissimilyasiya prosesləri.

Əsas anabolizm (assimilyasiya, və ya plastik mübadiləsi) enerji istehlakı ilə baş verən sintez reaksiyalarını təşkil edir - bədənə daxil olan maddələrin istehlakı və öz bədəninə çevrilməsi (hüceyrə komponentləri və ehtiyatların çökməsi, bunun sayəsində enerji yığılması baş verir). Avto- və heterotrof orqanizmlərdə maddələr mübadiləsi üzvi molekulların struktur komponentlərinin qurulması üsullarına aid xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunur.

Avtotrof orqanizmlər xarici mühitdən istehlak edilən qeyri-üzvi molekullardan üzvi maddələri tamamilə müstəqil sintez etməyə qadirdirlər:

Qeyri-üzvi maddələr (CO 2, H 2 O) fotosintez bioloji sintezlər

Heterotrof orqanizmlər öz üzvi maddələrini üzvi qida komponentlərindən düzəldirlər:

Üzvi qida maddələri (zülallar, yağlar, karbohidratlar) həzm sadə üzvi molekullar (amin turşuları, yağ turşuları, monosaxaridlər) bioloji sintezlər bədənin makromolekulları (zülallar, yağlar, karbohidratlar).

Əsas katabolizm (dissimilyasiya, və ya enerji mübadiləsi) enerjinin sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunan parçalanma reaksiyalarından ibarətdir - üzvi maddələrin məhv edilməsinin redoks prosesi və daha sadə birləşmələrə çevrilməsi, bunun sayəsində assimilyasiya zamanı əvvəllər yığılmış enerji, həyat fəaliyyəti üçün zəruri olan (enerjinin bir hissəsi dağılır) istilik forması, digər hissəsi isə ATP-nin makroergik bağlarında toplanır); eyni zamanda assimilyasiya prosesi üçün orqanizmin ehtiyatları (fermentlər və s.) buraxılır.

Anabolizm və katabolizm prosesləri ayrılmaz şəkildə bağlıdır. Bütün sintetik proseslər dissimilyasiya reaksiyaları ilə təmin olunan enerji tələb edir. Parçalanma reaksiyalarının özləri yalnız assimilyasiya prosesində sintez olunan fermentlərin iştirakı ilə baş verir. Lakin maddələr mübadiləsinin və enerjinin bu aspektlərinin hər ikisi həmişə tarazlıqda olmur: böyüyən orqanizmdə assimilyasiya prosesləri, intensiv fiziki fəaliyyət zamanı və qocalıqda isə dissimilyasiya prosesləri üstünlük təşkil edir. Beləliklə, maddələr mübadiləsi canlı orqanizmlərdə həyat boyu maddələrin və enerjinin ardıcıl istehlakı, çevrilməsi, istifadəsi, yığılması və itkisi kimi müəyyən edilə bilər ki, bu da daim dəyişən mühitdə özünü yeniləməyi, özünü çoxalmanı və özünü tənzimləməni, böyümə və inkişafı müəyyən edir. və uyğunlaşmaya imkan verir. Maddələr mübadiləsi sinir sistemi tərəfindən koordinasiya olunan hüceyrədaxili, hormonal mexanizmlər tərəfindən tənzimlənir.

İstənilən canlı orqanizmin mövcudluğu ətraf mühitlə davamlı maddi, enerji və məlumat mübadiləsi ilə bağlıdır. Sistemə daxil olan enerji kimyəvi, astmatik və elektrik potensiallarını, həmçinin onların qradientlərini saxlamaq üçün bioenergetik birləşmələrin sintezinə sərf olunur. Həyat prosesində enerjinin bəzi növlərinin digərlərinə davamlı çevrilməsi baş verir. Termodinamikanı müxtəlif növ enerjilərin çevrilmələrinin ən ümumi qanunauyğunluqlarını öyrənən bir elm kimi istifadə etmək lazımdır.

Termodinamik sistem müəyyən bir qabıqla məhdudlaşan, maddi məzmunlu məkan hissəsi adlanır. Sistemin vəziyyəti parametrlərlə xarakterizə olunur.

Geniş seçimlər maddənin ümumi tərkibindən (sistemin kütləsi və ya həcmindən) asılıdır.

İntensiv parametrlər sistemdəki maddənin miqdarından asılı deyil və bərabərləşməyə meyllidir (temperatur, təzyiq).

3 növ termodinamik sistem mövcuddur: təcrid, qapalı və açıq.

Təcrid olunmuş ətraf mühitlə enerji və ya maddə mübadiləsi edə bilməz. Zamanla belə bir sistem bütün parametrlərin eyni dəyərə malik olduğu bir tarazlıq vəziyyətinə çatır. Bu vəziyyət termodinamik potensialların ən aşağı dəyərinə və entropiyanın maksimum dəyərinə uyğundur.

Qapalı sistem ətraf mühitlə maddə və məlumat mübadiləsi edə bilir.

Açıq sistemdə ətraf mühitlə maddə, enerji və məlumat mübadiləsi var. O, stasionar vəziyyətdə ola bilər. Stasionar deyilir hansı sistem parametrlərini göstərin

sistemin müxtəlif nöqtələrində zamanla dəyişməyən fərqli dəyərlər qəbul edə bilər. İstənilən parametrin dəyişdirilməsi sistemin vəziyyətinin dəyişməsinə gətirib çıxarır. Bir vəziyyətdən digərinə keçid bir prosesdir. Proses geri çevrilən adlanır , əgər sistem irəli istiqamətdə olduğu kimi eyni vəziyyətlər vasitəsilə ilkin vəziyyətinə qayıdırsa. Bir proses zəruri adlanır , yalnız bir istiqamətdə axan. Sistemin vəziyyəti termodinamik potensiallarla xarakterizə olunur. Daxili enerji bütövlükdə sistemin kinetik və potensial enerjisi istisna olmaqla, sistemi təşkil edən hissəciklərin bütün növ enerjilərinin cəminə bərabərdir. Daxili enerji dövlət funksiyasıdır və sistemin parametrləri ilə müəyyən edilir.

Sistemin ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsini nəzərdən keçirək. Enerji mübadiləsi istilik miqdarı və sistem işinin yaxşılaşması səbəbindən baş verə bilər. İstiliyin miqdarı - istilik mübadiləsi.

Enerjinin dəyişdirilməsi prosesi proseslərin növündən, işin yerinə yetirilməsi və ya istilik ötürmə üsulundan asılıdır. İşi yerinə yetirməyin aşağıdakı yolları var:

1. Cismləri hərəkət etdirərkən mexaniki işlər.

2. Qazın genişləndirilməsi zamanı mexaniki işlər.

3. Elektrik yükünün ötürülməsi üzərində iş.

4. Kimyəvi reaksiyalarla işləmək.

Xülasə:

Sistemə bir neçə qüvvə təsir edirsə, termodinamikanın 1-ci qanununa görə:

İş müxtəlif növ enerjilərin çevrilməsini nəzərdə tutur. Digər növlərə çevrilmə qabiliyyətinə görə bir neçə növ enerji bölünür:

1. A - maksimum effektiv enerji. Bunlara daxildir: qravitasiya, işıq, nüvə.

2. B - kimyəvi enerji istilik və elektrik enerjisinə çevrilə bilər.

3. C - istilik enerjisi. Yüksək enerji formalarının aşağı olanlara deqradasiyası təcrid olunmuş sistemlərin əsas təkamül xüsusiyyətidir.

İstilik enerjisi - bu daha aşağı keyfiyyətli enerjinin xüsusi növüdür, itkisiz başqa enerji növlərinə çevrilə bilməz, çünki istilik enerjisi molekulların xaotik hərəkəti ilə bağlıdır. Canlı orqanizmlər yeni enerji mənbəyi deyil. Canlı bir orqanizmə daxil olan maddələrin oksidləşməsi, kimyəvi forma və ya başqa bir enerji növü ilə əlaqəli ekvivalent enerji dövriyyəsinin buraxılmasına səbəb olur. Sistemin vacib bir xüsusiyyəti termodinamik potensialdır. 4 potensial var:

Dəyişməsi faydalı işin yerinə yetirilməsini və istilik mübadiləsi zamanı sistemə daxil olan istilik miqdarını potensialın işarəsi və böyüklüyü ilə müəyyən etməyə imkan verən dövlət funksiyaları, tarazlıq vəziyyətində proses istiqamətində izlənilə bilər; əldə edildikdə, termodinamik potensial ən kiçik qiymətə meyl edir.

1)
2)

3)

Entalpiyanın dəyişməsi kimyəvi reaksiyanın istilik effektini nəzərə alır.

4) Termodinamik Gibbs potensialı.

Bu. potensialların dəyişməsi törəmə sistemdə bütün növ qüvvələrin işini və sistemin ətraf mühitlə mübadilə etdiyi istilik miqdarını xarakterizə edir. İstilik ötürmənin 4 üsulu var:

1. İstilik keçiriciliyi Furye qanunu ilə əlaqəli bədən toxumaları vasitəsilə istilik ötürülməsi ilə əlaqəli:

2. Konveksiya, müxtəlif sıxlıqlı və müxtəlif temperaturlu axınlarla ötürülən istilik miqdarı. .

3. Radiasiya, sistemin sərhədində elektromaqnit dalğaları şəklində görünür, Stefan-Boltzmann qanunu:

Ti - öz temperaturu

Tc - orta temperatur

4. Buxarlanma maddənin maye haldan qaz halına çevrilməsi ilə bağlıdır.

Bütün istilik köçürmə növlərini nəzərə alaraq, istilik balansının tənliyini yaza bilərik:

İstilik ötürmə prosesləri sistem daxilində həmişə istilik miqdarını azaldan buxarlanma enerjisi istisna olmaqla, enerjinin istiliyini artıra və ya azalda bilər. Orqanizm termostatik sistem olduğu üçün bədən daxilində sabit temperatur saxlamaq xarici şəraitdən asılı deyil, orqanizmdə çoxsaylı tənzimləyici sistemlər mövcuddur.

Kimyəvi tənzimləmə bədən daxilində oksidləşdirici proseslərin dəyişməsi səbəbindən baş verir. Bununla belə, maddələr mübadiləsi sürətindəki dəyişikliklər bədənin işində ciddi pozuntulara səbəb olur.

Fiziki termorequlyasiya istilik keçiriciliyinin, konveksiyanın və buxarlanmanın intensivliyini dəyişməyə imkan verir. İstiliyin əsasən sərbəst buraxıldığı daxili orqanların termorequlyasiyası yüksək istilik keçiriciliyinə malik olan qan axınının köməyi ilə yaxşılaşdırılır. İstilik mübadiləsi prosesinin intensivliyi qan axınının artması və ya azalması ilə tənzimlənir və qan damarlarının genişlənməsi və ya daralması ilə əlaqələndirilir və xarici şəraitdəki dəyişikliklərə cavabdır. Ətraf mühitin temperaturu bədən istiliyindən yüksəkdirsə, bədən səthindən buxarlanmanın artması ilə əlavə termorequlyasiya əldə edilir. Təbii termorequlyasiya ilə yanaşı, süni termorequlyasiya böyük əhəmiyyət kəsb edir, orqanizmi əlverişsiz ətraf mühit şəraitindən təcrid etməklə bağlıdır. Bədənin buraxdığı enerjini və bədənə daxil olan qida maddələrinin enerjisini müəyyən etmək üçün istilik balansı eksperimental olaraq yoxlanıla bilər. Bədəndən ayrılan enerji qəbul edilən enerjiyə bərabərdir. Bu. bütün həyat prosesləri termodinamikanın 1-ci qanununa uyğundur.

Biosistemlərə tətbiq olunan termodinamikanın ikinci qanunu:

Termodinamikanın ikinci qanunu enerji formalarında keyfiyyət fərqini göstərir. İstilik enerjisi bədəndə formalaşır və bağlı enerjinin müəyyən bir formasıdır, yəni. həyat fəaliyyəti prosesində tamamilə başqa növlərə çevrilə bilməz və ola bilməz. Bağlanmış enerjini təsvir etmək üçün entropiya anlayışı istifadə olunur.

Entropiya vəziyyətin funksiyasıdır və ixtiyari sabitə qədər təyin olunur. İzolyasiya edilmiş sistemlər üçün entropiya azalmır, yəni. Sistem daxilində dönməz proseslər baş verdikdə, entropiya artır, geri dönəndə isə dəyişmir. Sistemdəki enerji ehtiyatı haqqında danışırlar, ən başlıcası, onun xarici cisimlər üzərində və ya sistemin özündə hansı işi görə biləcəyini bilməkdir; Bunun üçün sərbəst enerji və ya Gibbs enerjisi istifadə olunur. Bioloji sistemlər üçün proseslər sabit temperaturda və az dəyişən sıxlıq və həcmdə baş verir. Bu. normal şərait üçün sistemin daxili enerjisinin bir hissəsi sərbəst çevrilir, sistemdə sərbəst enerji və Gibbs enerjisi ilə eynidir. Bu. Canlı orqanizmin əməliyyat imkanlarını qiymətləndirmək üçün sərbəst enerjinin və ya Gibbs potensialının dəyişməsini nəzərə almaq lazımdır. Kimyəvi reaksiyalar üçün Gibbs potensialının dəyişməsini hesablamaq üçün üsullar mövcuddur.

Bununla belə, bioloji sistemlər üçün artan entropiya qanunu müşahidə edilmir ki, bu da termodinamikanın 2-ci qanununun heyvan sistemləri üçün tətbiqinin mümkünlüyünə şübhə yaradırdı. Bu qanunun tərtibinə görə, entropiyanın yenidən doğulması təbiətdəki əksər təbii proseslərin istiqamətini müəyyən edir. Bununla belə, entropiyanın bərpası qanunu yalnız təcrid olunmuş sistemdə keçərlidir və açıq sistem olduğu üçün canlı orqanizmə tətbiq edilə bilməz. Tarazlıq vəziyyətində olan təcrid olunmuş sistem üçün entropiya maksimumdur və öz enerjisi və Gibbs enerjisi də daxil olmaqla bütün termodinamik potensiallar minimaldır. Stasionar vəziyyətdə olan açıq sistemdə entropiyanın dəyişməsi mənfi ola bilər, F və ya G dəyəri isə heç dəyişməyə bilər.

İzolyasiya edilmiş sistemlər üçün :

Açıq sistemlər üçün:

Açıq sistemlər üçün termodinamikanın 2-ci qanunu ilk dəfə Priqojin tərəfindən tərtib edilmişdir.

Açıq sistemlərin entropiyasının dəyişməsi iki hissə kimi təqdim edilə bilər.

Birinci termin xarici proseslər nəticəsində entropiyanın dəyişməsini təyin edir. İkinci termin sistem daxilində baş verən proseslərə görə entropiyanın dəyişməsini müəyyən edir.

Bu, qida maddələrinin parçalanması proseslərinin dönməzliyi, qradientlərin bərabərləşməsi ilə əlaqədardır ki, bu da həmişə entropiyanın artması ilə müşayiət olunur. Gibbs potensialı entropiyaya bənzər şəkildə bölünə bilər.

Daxili proseslər Gibbs potensialının istehlakı və azalması ilə müşayiət olunur ki, bu da ətraf mühitlə mübadilə nəticəsində ya arta, ya da azala bilər. Ümumi halda entropiyanın dəyişməsinin işarəsi və böyüklüyü müxtəlif zaman dövrlərində dəyişir, ona görə də açıq sistemdə entropiyanın dəyişmə sürətini nəzərə almaq rahatdır.

Həyati funksiyaları qorumaq üçün daxili proseslər nəticəsində sərbəst enerji itkisini kompensasiya etmək üçün ətraf mühitdən bədənə davamlı sərbəst enerji təchizatı lazımdır. Yemək və günəş enerjisi istehlakı zamanı heyvan sistemində entropiyanın azalması eyni zamanda sistemin sərbəst enerjisinin artmasına səbəb olur. Bunlar. mənfi enerjinin axını canlı strukturların nizamlanması ilə əlaqəli deyil. Qida maddələrinin deqradasiyası orqanizmə lazım olan sərbəst enerjinin sərbəst buraxılmasına gətirib çıxarır. Mənfi entropiyanın axını kortəbii həyat prosesləri nəticəsində hüceyrə daxilində baş verən entropiyanın artımını və sərbəst enerjinin azalmasını kompensasiya etmək üçün lazımdır. Bu. açıq sistem sərbəst enerjinin dövriyyəsi və çevrilməsi prosesidir. Əgər açıq sistem daxilində temperatur tarazlığı əldə edilirsə, o zaman ətraf mühitlə mübadilə prosesləri tarazlıqda gedir. Açıq sistemin sabit vəziyyəti sabit vəziyyətdir. Stasionar vəziyyətin yaranması üçün termodinamik şərtlər cismin daxilindəki entropiyanın dəyişməsi ilə entropiyanın ətraf mühitə axını arasındakı bərabərlikdir. Bunlar. açıq sistem üçün sabit vəziyyət üçün şərt:

Entropiyanın sabitliyi ətraf mühitlə termodinamik tarazlıq demək deyil. Orqanizmin ətraf mühitlə tarazlığı bioloji ölüm deməkdir. Açıq sistem üçün entropiyanın sabitliyi sistemin stasionar vəziyyətini təyin edir və təcrid olunmuş mühitdə tarazlıq vəziyyətində olduğu kimi geri dönən proseslərin olmamasını deyil, ətraf mühitlə ən optimal formada qarşılıqlı əlaqəni xarakterizə edir. Bu. Açıq sistemlər üçün termodinamikanın 2-ci qanunu sistemin stasionar vəziyyətinin məqsədəuyğunluğunu göstərməyə kömək edir. Bu prinsip ilk dəfə Priqojin tərəfindən bir teorem şəklində tərtib edilmişdir:

Sabit vəziyyətdə, sistem daxilində entropiya istehsalı sabitdir və bütün mümkün nisbətlərin ən aşağısıdır.

Teorem stasionar vəziyyətin ən az sərbəst enerji itkisini təmin etdiyini göstərir. Bu vəziyyətdə bədən ən səmərəli fəaliyyət göstərir.

Normal işləmək, həyatı təmin edən prosesləri qorumaq və müəyyən funksiyaları yerinə yetirmək üçün bədənin enerjiyə ehtiyacı var. Hər hansı bir prosesin axını: fiziki, kimyəvi və ya informasiya yalnız effektiv əməliyyatla mümkündür enerji təchizatı sistemləri .

Qlükoza hüceyrədə enerji istehsalı üçün əsas, lakin yeganə substrat deyil. Karbohidratlarla yanaşı, vücudumuz qidadan yağlar, zülallar və digər maddələr alır, bunlar parçalandıqdan sonra hüceyrədə baş verən biokimyəvi reaksiyalara daxil olan maddələrə çevrilərək enerji mənbəyi kimi də xidmət edə bilər.

İnformasiya nəzəriyyəsi sahəsində aparılan fundamental tədqiqatlar konsepsiyanın yaranmasına səbəb olmuşdur informasiya enerjisi (və ya məlumat təsirinin enerjisi), müəyyənlik və qeyri-müəyyənlik arasındakı fərq kimi. Burada qeyd etmək istərdim ki, hüceyrə həyat dövrünün hər anında qeyri-müəyyənliyi aradan qaldırmaq üçün informasiya enerjisi sərf edir və sərf edir. Bu, entropiyanı artırmadan həyat dövrünün həyata keçirilməsinə gətirib çıxarır.

Müxtəlif təsirlərin təsiri altında enerji mübadiləsi proseslərinin pozulması ayrı-ayrı mərhələlərdə uğursuzluqlara və bu uğursuzluqlar nəticəsində hüceyrənin və bütövlükdə bütün orqanizmin həyat fəaliyyətinin alt sisteminin pozulmasına səbəb olur. Bu pozğunluqların sayı və yayılması bədəndəki homeostatik mexanizmlərin kompensasiya imkanlarını üstələyirsə, sistem nəzarətdən çıxır və hüceyrələr sinxron işləməyi dayandırır. Bədən səviyyəsində bu, müxtəlif patoloji hallar şəklində özünü göstərir.

Beləliklə, müəyyən fermentlərin işində iştirak edən B1 vitamininin çatışmazlığı piruvik turşunun oksidləşməsini maneə törədir, tiroid hormonlarının çoxluğu ATP sintezini pozur və s. Miokard infarktı, karbonmonoksit zəhərlənməsi və ya kalium siyanid zəhərlənməsi nəticəsində baş verən ölüm halları da ardıcıl reaksiyaları maneə törətməklə və ya ayırmaqla hüceyrə tənəffüs prosesini bloklamaqla əlaqələndirilir. Bir çox bakterial toksinlərin hərəkəti oxşar mexanizmlər vasitəsilə dolayıdır.

Beləliklə, hüceyrənin, toxumanın, orqanın, orqan sisteminin və ya orqanizmin bir sistem kimi fəaliyyəti özünütənzimləmə mexanizmləri ilə təmin edilir, onların optimal gedişi öz növbəsində biofiziki, biokimyəvi, enerji və informasiya prosesləri ilə təmin edilir.

Ədəbiyyat

1. Biofizika: Dərslik. tələbələr üçün daha yüksək dərs kitabı müəssisələr. – M .: Humanitar. red. VLADOS mərkəzi, 1999. – 288 s.
2. Winchester A. Müasir biologiyanın əsasları / Tərcümə. ingilis dilindən M.D. Qrozdovoy. – M.: Mir, 1967. – 328 s., xeste.
3. Robertis E. de, Novinsky V., Saez F. Hüceyrə biologiyası / Ed. S.Ya. Zalkind; Per. ingilis dilindən A.V. Mixeeva, V.I. Samoylova, I.V. Tsoqlina, Yu.A. Şaronova. – M.: Mir, 1973. – 488 s.
4. Stratanoviç R.L. İnformasiya nəzəriyyəsi. – M.: Sov. radio, 1975. – 424 s.
5. İnsan fiziologiyası: Dərslik / Ed. V.M. Smirnova. – M.: Tibb, 2001. – 608 s., ill.
6. Fiziki ensiklopedik lüğət / Ç. red. A.M. Proxorov. – M.: Sov. ensiklopediya, 1983. – 928 s., ill.
7. Atkins P. Təbiətdəki nizam və nizamsızlıq: Trans. ingilis dilindən; Ön söz CƏNUB. Rudny. – M.: Mir, 1987. – 224 s., xeste.
8. Yusupov G.A. Enerji informasiya tibb. Homeopatiya. R. Voll-a görə elektropunktura. – M.: “Moskva xəbərləri” nəşriyyatı, 2000 – 331 s., ill.