Կենսաբանական համակարգերը որպես կենսաբանության ուսումնասիրման առարկա
Կենսաբանությունը գիտություն է կյանքի, նրա դրսևորումների, առանձնահատկությունների, ծագման և զարգացման մասին: Երկրագնդի անբաժան մասերից է կյանքը: Կյանքը որպես երևույթ, իր դրսևորումն է ստանում իրեն բնորոշ հատկանիշներով ՝ բազմացում, զարգացում, նյութափոխանակություն, աճ և այլն: Այդ հատկանիշները մարմնավորվում են և դրսևորվում ՝ արդյունքում սկզբնավորելով կենդանի օրգանիզմները:
Կենդանի օրգանիզմները ՝ բույսերը, սնկերը, կենդանիները, բակտերիաները ամենուրեք շրջապատում են մեզ և հանդիսանում բնության անկրկնելի բաղադրիչ: Կյանքը բազմաբնույթ է և բարդ կազմավորված, իսկ կենդանի օրգանիզմները ՝ միլիոնավոր և բազմազան: Այդ իսկ պատճառով էլ անհրաժեշտ է գիտության հատուկ ճյուղ, որը կուսումնասիրի կյանքը ՝ իր բոլոր դրսևորումներով: Կենսաբանություն կամ բիոլոգիա բառն ունի հունական ծագում և առաջացել է ,,բիոս,, ՝ կյանք և ,,լոգոս,, ՝ գիտություն բառերից: Առանց կենսաբանության մեր պատկերացումները բնության և մարդու մասին կլինեին թերի և սահմանափակ: 19-րդ դարում կենսաբանությունը վերջնականորեն ամբողջանում է որպես բնական գիտաճյուղ և իր տեսադաշտում ընգրկում է կյանքի կազմավորման առանձնահատկությունները՝ միաբջիջ օրգանիզմներից մինչև մարդ:
Մակրոէվոլյուցիայի մասին
Մակրոէվոլյուցիան կյանքի պատմության մեջ տեղի ունեցած մեծ փոփոխությունները, որոնք սովորաբար երևում են բրածո տվյալների ուսունմասիրությունների ժամանակ: Մակրոէվոլյուցիա ՝ լատիներեն ,,մակրո,,- մեծ, ,,էվոլյուցիա,, փոփոխություն է նշանակում։
Մակրոէվոլյուցիան ներառում է նոր տեսակների ծագումը, որն առաջ է բերում կենսաբանական բազմազանություն, դա էվոլյուցիան նորության ծագումն է, օրինակ՝ թռչունների թևերն ու փետուրները կամ մարդու ուղեղի մեծ չափերը։ Դա նաև պայթյունային բազմազանությունն է, որ հետևում է որոշ էվոլյուցիոն թռիչքների, օրինակ ՝ ծաղկի ձևավորման հետևանքով բույսերի հազարավոր տեսակների առաջացումը։ Բացի դրանից հսկայական չափով բնաջնջումներն են ՝ կաթնասունների բազմազանությունը, որի պատճառը դինոզարվրերի անհայտացումն էր։ Մակրոէվոլյուցիայի արդյունքը ՝ տեսակաառաջացումն է ՝ երկու կամ ավելի նոր տեսակների առաջացում։ Ըստ էության է մակրոէվոլյուցիան ՝ միկրոէվոլյուցիաների կուտակման արդյունքն է:
Բջջաբանության մասին
Բջջաբանությունը գիտություն է բջջի մասին: Նրա խնդիրն է ուսումնասիրել բջիջների կառուցվածքը, ֆունկցիան, նրանց քիմիական բաղադրությունը, բազմացումը և զարգացումը: Բջիջ տերմինը առաջին անգամ օգտագործել է անգլիացի ֆիզիկոս Ռոբերտ Հուկը 1665թ., երբ իր իսկ պատրաստած պարզ կառուցվածքի մանրադիտակով դիտում է խցանի բարակ կտրվածքը և նրանում հայտնաբերում փոքրիկ խորշիկներ, բջիջներ:
Ավելի ուշ 1680 թ., հոլանդացի գիտնական, օպտիկական գործիքների մասնագետ Անտոն Լևենհուկը առաջին անգամ դիտեց կենդանի բջիջը (էրիթոցիտը)և հայտնաբերեց միաբջիջ օրգանիզմները: Մանրադիտակի կատարելագործումը հնարավորություն ստեղծեց հետագայում հայտնաբերելու բջջի պրոտոպլազման (1830 թ.) և կորիզը (1831 թ.): Կուտակված հսկայական տեղեկության հիման վրա 1838- 39 թթ. գերմանացի բուսաբան Մ. Շլեյդենը և կենդանաբան Թ. Շվանը տվեցին բջջային տեսությունը, ըստ որի բջիջը համարվում է կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ միավոր:
Բջջային տեսությունը ապացուցում է բուսական և կենդանական օրգանիզմների և ընդհանրապես օրգանական աշխարհի միասնականությունը և ժխտում մետաֆիզիկական աշխարհայացքը: Փոքր- ինչ ավելի ուշ (1858 թ.) գերմանացի բժիշկ Ռ. Վիրխովն առաջին անգամ ցույց տվեց, որ օրգանիզմի ախտաբանական պրոցեսների հիմքում ընկած են բջջում տեղի ունեցող փոփոխությունները: Այսպես, օրինակ, այնպիսի ծանր հիվանդությունը, ինչպիսին է շաքարախտը, առաջանում է ենթաստամոքսային գեղձի որոշ խումբ բջիջների փոփոխման հետևանքով, երբ դրանք կրցնում են ինսուլին հորմոն սինթեզելու ունակությունը: Ներկայումս բջջային տեսությունը ընդգրկում է հետևյալ հիմնադրույթները. ՝
1. Բջիջը համարվում է բոլոր օրգանիզմների կառուցվածքային ու ֆունկցիոնալ տարրական միավորը:
2. բոլոր օրգանիզմների բջիջներն իրենց կառուցվածքով ու քիմիական բաղադրությամբ ունեն որոշակի նմանություն:
3. բջիջները բազմանում են բաժանման եղանակով, և յուրաքանչյուր նոր բջիջ առաջանում է մայր բջջից:
4. բազմաբջիջ օրգանիզմներում բջիջներն ունակ են տարբերակվելու, առաջացնելով կառուցվածքով ու ֆւնկցիայով ոչ միատեսակ հյուսվածքներ,օրգաններ, որոնք միմյանց հետ գտնվում են ներդաշնակ փոխկապակցության մեջ:
Մակրո և միկրո տարրերի մասին
Կենսաբանորեն նշանակալի տարրերը քիմիական տարրեր են, որոնք անհրաժեշտ են կենդանի օրգանիզմների համար ՝ բնականոն կյանքն ապահովելու համար:
Մակրոէլեմենտներ ՝
Այս տարրերը կազմում են կենդանի օրգանիզմների մարմինը: Մակրոէլեմենտները ներառում են այն տարրերը, որոնց առաջարկվող օրական ընդունումը կազմում է ավելի քան 200 մգ: Մակրոէլեմենտները, որպես կանոն, սննդի հետ միասին մտնում են մարդու մարմին:
Կենսաբանական տարրերն են ՝
1. Թթվածին- 65 %
2. Ածխածին- 18 %
3. Ռոգենրածին- 10 %
4. Ազոտ- 3 %
Այս մակրոէլեմենտները կոչվում են կենսածին (օրգանածին) տարրեր: Գոյություն ունեն նաև այլ մակրոէլեմենտներ ՝
1. Կալիում
2. Կալցիում
3. Մագնեզիում
4. Նատրիում
5. Ֆոսֆոր
Հետքի տարրեր ՝
Հետքի տարրերը տարրեր են, որոնց պարունակությունը մարմնում փոքր է, բայց դրանք մասնակցում են կենսաքիմիական գործընթացներին և անհրաժեշտ են կենդանի օրգանիզմների համար: Մարդկանց համար օրական առաջարկվող միկրոէլեմենտների ընդունումը 200 մգ- ից պակաս է: Վերջերս օգտագործվում է միկրոէլեմենտ տերմինը, որը փոխառված է եվրոպական լեզուներից:
Գեների մասին
Գենը տրիպլետների (կոդերի) հավաքակազմ է, որը որոշում է որոշակի սպիտակուցի կառուցվածքը: Տրիպլետներն իրենցից ներկայացնում են նուկլեոտիդների (ԴՆԹ-ի մոնոմերների) եռյակներ։ Հենց դրանք էլ ծածկագրում են սպիտակուցի ամինաթթուները։
Գենը համարվում է ժառանգականության տարրական և ֆունկցիոնալ միավոր, որը որոշում է օրգանիզմի առանձին նորմալ կամ ախտաբանական հատկանիշի զարգացումը։ Գենի նուրբ կառուցվածքի բացահայտումը նախադրյալ էր մի օրգանիզմից դեպի մյուսները գեների տեղափոխման, այսինքն գենային ինժեներայի զարգացման համար։ Դրա նպատակն է նոր ժառանգական հատկություններով առանձնյակների ստեղծումը։
Հենվելով գենային ինժեներայի նվաճումների վրա, կենսաբանության մեջ առաջացել է հորմոնների, ամինաթթուների, սպիտակուցների և այլ անհրաժեշտ նյութերի արդյունավետ ստացման նոր բիոտեխնոլոգիական ուղղություն։ Արդեն ստացվել են մարդու ենթաստամոքսային գեղձի ինսուլին, և հիպոֆիզի (մակուղեղ) սոմատոտրոպին հորմոնի համապատասխան գեները, փոխպատվաստված աղիքային ցուպիկի շտամների վրա։ Մեծ հաջողություններ կան գյուղատնտեսության մեջ, որտեղ ստացվել են օդի ազատ ազոտը ֆիքսող գյուղատնտեսական կուլտուրաներ ՝ օրինակ լոլիկը։ Բժշկության մեջ չի բացառվում հիվանդ օրգանիզմը մուտանտ գեներից ազատելը, նորմալ գենի փոխպատվաստելու հնարավորությունը։
Բջջաթաղանթի մասին
Բջջաթաղանթն իրենից ներկայացնում է լիպիդների երկու շերտ, որոնց մեծ մասը հանդիսանում են ֆոսֆոլիպիդներ: Լիպիդների մոլեկուլն ունի հիդրոֆիլ (գլխիկ) և հիդրոֆոբ (պոչիկ) բաղադրամասերը: Թաղանթի ձևավորման ժամանակ մոլեկուլի հիդրոֆոբ մասը ուղղվում է դեպի բջջի ներսը, իսկ հիդրոֆիլ մասը ՝ դեպի դուրսը:
Բջջաթաղանթ բջջի ներքին բաղադրությունը բաժանում է արտաքին միջավայրից ՝ պահպանելով նրա ամբողջականությունը, կարգավորելով նյութափոխանակությունը բջջի և արտաքին միջավայրի միջև, ներքին թաղանթը բջիջը բաժանում է մասնագիտացված օրգանոիդների, որտեղ պահպանվում են միջավայրի համապատասխան պայմանները:
Բջջաթաղանթի կառուցվածքը
Բջջաթաղանթը կազմված է երեք տեսակի լիպիդներից ՝ ֆոսֆոլիպիդներ, գլիկոլիպիդներ և խոլեստերոլ: Ֆոսֆոլիպիդները և գլիկոլիպիդները այն լիպիդներն են, որոնք իրենց կազմության մեջ ածխաջուր են պարունակում: Դրանք կազմված են երկու երկար հիդրոֆոբ ածխաջրածնային պոչուկներից, որոնք կապված են լիցքավորված հիդրոֆիլ գլխիկի հետ: Խոլեստերոլը տալիս է կոշտություն ՝ զբաղեցնելով պոչուկների միջև եղած տարածությունը:
Քրոմոսոմների մասին
Քրոմոսոմների հայտնագործումը
Քրոմոսոմ անվանումը առաջարկել է Վ. Վալդեյերը ՝ 1888 թ.: Քրոմոսոմն իր անվանումը ստացել է լավ ներկվելու շնորհիվ ՝ հունարեն ,,քրոմա,,- գույն, իսկ ,,սոմա,,- մարմին:
Քրոմոսոմների կառուցվածքը
Քրոմոսոմները երևում են միայն բաժանվող բջիջներում. ունեն բարակ ՝ 14 նմ տրամագծով թելերի ձև։ Քրոմոսոմներն ունեն բարդ կառուցվածք։ Բջջի բաժանման սկզբնական և միջին փուլերում նրանք կազմված են երկու իրար կցված թելանման կամ ձողաձև մարմնիկներից՝ քրոմատիդներից։ Վերջիններս ոլորված են գալարաձև և կախված գալարվածության աստիճանից, քրոմոսոմները փոխում են իրենց չափերը ՝ երկարանում կամ կարճանում։ Քրոմատիդները իրենց հերթին կազմված են մեկ կամ մի քանի զույգ թելիկներից՝ քրոմանեմաներից ՝ հունարեն ,,նեմա,,- թել, որոնք լուսային մանրադիտակով տեսանելի ամենափոքր կառուցվածքներն են:
Քրոմոսոմների ֆունկցիան
Քրոմոսոմների ֆունկցիաներն են ԴՆԹ- ի ՝ ժառանգական ինֆորմացիայի պահպանումը և փոխանցումը սերնդեսերունդ քրոմոսոմային ԴՆԹ- ն կարգավորում է ՌՆԹ- ի մոլեկուլների առաջացումը, որոնք կորիզից անցնում են ցիտոպլազմայի մեջ, որտեղ մասնակցում են սպիտակուցի սինթեզին:
Քրոմոսոմների քանակը
Քրոմոսոմների քանակը բույսերի մեջ ՝
1. Սոճի- 24 քրոմոսոմ
2. Դեղձենի- 16 քրոմոսոմ
3. Ծիրանենի- 16 քրոմոսոմ
4. Տանձենի- 34 քրոմոսոմ
5. Փափուկ ցորեն- 42 քրոմոսոմ
6. Գարի- 14 քրոմոսոմ
7. Լոբի- 22 քրոմոսոմ
8. Ոլոռ- 14 քրոմոսոմ
9. Խմորասունկ- 34 քրոմոսոմ