Основные концепции биологии

Современная биология опирается на ряд важнейших эмпирических обобщений, которые можно также назвать основными концепциями биологии. К их числу можно отнести следующие:

1. Все живые организмы подчиняются законам физики и химии и могут быть объяснены из этих законов. – Концепция единства природы.

2. Клеточная теория, которая утверждает, что все живые организмы (животные, бактерии, растения, грибы и пр.) состоят из клеток и продуктов их жизнедеятельности. Новые клетки образуются только путем деления ранее существовавших клеток. Клетки сходны по своей структуре и химическому составу. Активность любого организма слагается из взаимодействия отдельных клеток. – Клеточная концепция.

3. Все живое происходит только от живого. В настоящее время самопроизвольного зарождения жизни не происходит, но оно все-таки произошло миллиарды лет назад, когда жизнь появилась впервые на планете. – Принцип Рэди.

4. Живые организмы суть преобразователи, которые превращают химическую энергию пищи в электрическую, механическую, тепловую, осмотическую или другую форму, в которой она ими используется.

Первый этап этого превращения свершают зеленые растения в процессе фотосинтеза, переводящего лучистую энергию солнца в химическую энергию углеводов.

Второй этап – дыхание, в ходе которого химическая энергия углеводов в результате окисления превращается в полезную биологически энергию макроэнергетических связей АТФ (аденозинтрифосфат).

Третий этап – использование энергии АТФ для синтеза сложных молекул и других жизненных функций. – Энергетическая биохимическая концепция.

5. Все формы ныне живущих организмов произошли от более простых, путем постепенных изменений, накапливающихся в последовательных поколениях. – Концепция биологической эволюции.

6. Носителем генетической информации в живых организмах выступают гены, расположенные в хромосомах клеток. Наследование родительских признаков происходит как передача дискретных наследственных признаков.

Гены содержатся в молекулах ДНК. Клетки различных тканей организма всегда содержат одинаковое количество ДНК. Только половые клетки (гаметы) имеют половинное количество ДНК. Генетическая информация передается через последовательность нуклеотидов этой молекулы. Каждые три последовательные нуклеотида кодируют синтез определенной аминокислоты. Последовательность из трех оснований нуклеиновых кислот называется кодоном. Кодоны ДНК, кодирующие определенные аминокислоты, одинаковы для всех живых существ на Земле. Последовательность аминокислот в белке определяется последовательностью кодонов ДНК. – Генетическая концепция.

7. Обменные реакции в живых организмах протекают под воздействием специфических белковых регуляторов – ферментов (энзимов). Обменные (метаболические) процессы в клетках живого проистекают так, чтобы внутриклеточная среда оставалась как можно более постоянной. Это явление получило название гомеостаза. Связь между генами и метаболизмом можно описать формулой «один ген – один фермент – одна реакция». Изменение гена (мутация) приводит к перестройке или нарушению обменных процессов.

Между тканями многоклеточных организмов существуют значительные различия в наборе ферментов и белков. Неоднородность в составе тканей определяется неодинаковой активностью одного и того же набора генов в различных клетках.

Для нормального хода обменных процессов организмы нуждаются в специальных веществах, названных в 1911 г. витаминами. Одни организмы вырабатывают все необходимые витамины сами, другие - только часть необходимых витаминов, а остальные получают с пищей.

Веществами, регулирующими активность целых групп клеток и тканей многоклеточного организма выступают гормоны. Они вырабатываются специальными органами и разносятся по всему организму. - Концепция биохимического обмена и гомеостаза.

8. Различные формы растений и животных распределены по Земле неслучайным образом. Они образуют при участии некоторых неживых компонентов взаимозависимые сообщества организмов, потребляющих, перераспределяющих и разлагающих органическое вещество. Эти сообщества получили название биоценозов или экосистем. – Экологическая концепция.