Рубрика: Հաշվետվություն, Կենսաբանություն

Առցանց ուսուցում Կենսաբանություն ապրիլի 6-10

Էկոհամակարգի կառուցվածքը

Էկոլոգիայի տեսանկյունից էկոհամակարգերում տարբերում են հետևյալ բաղադրիչները` անօրգանական նյութեր (H2O, CO2, N2,C և այլն), օրգանական միացություններ (ածխաջրեր, ճարպեր, սպիտակուցներ, հումուսային նյութեր ևայլն), որոնք կապ են հաստատում էկոհամակարգի կենդանի և անկենդան  բաղադրիչների միջև,օդային և ջրային միջավայրեր,եղանակային պայմաններ և միջայրի այլ ֆիզիկական գործոններ,պրոդուցենտներ. Օրգանիզմներ են (հիմնականում` բույսեր,ինչպես նաև ֆոտոսինթեզ իրականացնող մանրէները), որոնք պարզ անօրգանական նյութերից` (H2O և CO2), օգտագործելով արևի էներգիան,սինթեզում են բարդ օրգանական նյութեր, որոնք էլ սնունդ են հանդիսանում մնացաց բոլոր օրգանիզմների համար,·         կոնսումենտներ, հետերոտրոֆ օրգանիզմներ են (հիմնականում կենդանիներ), որոնք սնվում են բույսերի կամ կենդանիների պատրաստի օրգանական նյութերով: Նրանք չեն կարող ինքնուրույն սինթեզել օրգանական նյութ և ստանում են այն պատրաստի վիճակում: Նրանց օրգանիզմում օրգանական նյութերը վերափոխվում են իրենց համար  հատուկ սպիտակուցների և այլ նյութերի:·         ռեդուցենտներ, քայքայող օրգանիզմներ են (հիմնականում բակտերիաները և սնկերը), որոնք իրենց կենսագործունեության համար անհրաժեշտ էներգիան ստանում են մահացած հյուսվածքների քայքայման արդյունքում կամ էլ օգտագործում են լուծված օրգանական նյութերը:Այսպիսով` էկոհամակարգը բիոտիկ (կենդանի օրգանիզմներ) և աբիոտիկ միջավայրերի ամբողջություն է, որոնց փոխհարաբերության ժամանակ տեղի է ունենում համարյա լրիվ բիոտիկ շրջապտույտ, որին մասնակցում են պրոդուցենտները, կոնսումենտները և ռեդուցենտները: Դրանք առաջացնում են պարզ անօրգանական նյութեր` ածխաթթու գազ, ջուր, ամոնիակ և այլն (այսպես կոչված <<ընդհանուր արժույթ>>, որը օգտագործվում է կանաչ բույսերի կողմից`օրգանական նյութ սինթեզելու նպատակով): Կենսաբանական շրջապտույտի անխափան գործունեությամբ է պայմանավորված էկոհամակարգերի, հետևապես և կենսոլորտի գոյությունն ու զարգացումը: Անընդատ և հավիտենական գործընթացը` կենսաբանական շրջապտույտը, հիմնականում կատարվում է, այսպես կոչված,  <<ինքնապարփակ>>  ձևով, այսինքն` առանց արտադրության մնացորդների  ու թափոնների կուտակման: Օրգանիզմների միջև գոյություն ունեցող բազմազան և սերտ  փոխհարաբերության շնորհիվ, էկոհամակարգերը ձեռք են բերել ամբողջականություն, կայունություն և զարգացման հարաբերական անկախություն: Օրինակ` ջրավազանների մաքուր վիճակը պահպանվում է գետում ապրող բուսականության, ցածրակարգ կենդանիների և մանրէների գործունեությամբ և ջրում ընթացող բնական գործընթացների միջոցով:Նյութափոխանակության գործընթացին մասնակցող օրգանիզմները տարածության մեջ մասնակիորեն տարանջատված են: Ավտոտրոֆ գործընթացները ավելի ակտիվ ընթանում են վերին հարկում, որտեղ տեսանլի լույսը մատչելի է: Այդ հարկը կոչվում է կանաչ գոտի: Հետերոտրոֆ գործընթացները ավելի ակտիվ ընթանում են ստորին հարկում, որտեղ հողում և նստվածքներում կուտակվում են օրգանական նյութեր:Էկոհամակարգերի բաղադրիչների հիմնական գործընթացները տարանջատվում են նաև ժամանակային առումով: Այսպես, հնարավոր է նկատելի խզում ավտոտրոֆ օրգանիզմների կողմից սինթեզված օրգանական նյութերի և հետերոտրոֆների կողմից այդ նյութերի օգտագործման միջև: Այնուամենայնիվ, էկոհամակարգերի այդ 3 կենդանի բաղադրիչներին` պրոդուցենտներին, կոնսումենտներին և ռեդուցենտներին, կարելի է դիտարկել որպես բնության երեք գործառնական թագավորություններ. դրանց տարանջատումը գլխավորապես հիմնված է սնման տիպի և էներգիայի ստացման եղանակի վրա:Եթե հարցնենք, թե քանի էկոհամակարգ կա երկրագնդի վրա, ապա այդ հարցին հնարավոր չի լինի պատասխանել, քանի որ էկոհամակարգերը հստակ սահմաններ չունեն: Այդ պատճառով էկոլոգները ուսումնասիրում են էկոհամակարգերի զուգակցումները` բիոմները: Բիոմները էկոհամակարգային խոշոր ենթաբաժիններ են բնակլիմայական զոնայի կամ բնական գոտու սահմաններում, որտեղ գերակշռում են բույսերի և կենդանիների այս կամ այն տեսակները: Ցամաքային բիոմները սահմանազատելու համար բացի միջավայրի ֆիզիկա-աշխարհագրական պայմաններից օգտագործում են այդ բիոմները կազմող բույսերի կենսական ձևերի զուգակցումները. տունդրայի համար` մեկամյա խոտերը, քսերոֆիտները և սուկուլենտները, տափաստանների համար` մարգագետնային խոտերը: Կենսոլորտային ողջ կենսազանգվածի 99%ը կազմում են բույսերը: Արևադարձային անտառները կազմում են ցամաքի 7%-ը, անապատնրը` ¼-ը, իսկ դրանց բուսականությունը` միայն 1%-ը:Փաստորեն, էկոհամակարգը էկոլոգիայում հիմնական ֆունկցիոնալ միավորն է, քանի որ դրա մեջ են մտնում և օրգանիզմները, և անկենդան միջավայրը` բաղադրիչներ, որոնք փոխադարձ ազդում են մեկը մյուսի հատկությունների վրա և անհրաժեշտ են կյանքի ապահովման համար այն ձևով, որը գոյություն ունի երկրի վրա: Եթե մենք ուզում ենք, որ մեր հասարակությունը անցնի այն խնդիրների նպատակային ամբողջական լուծմանը, որոնք ծնվում են բիոմների և կենսոլորտի մակարդակում, ապա առաջին հերթին պետք է ուսումնասիրենք կազմակերպման էկոհամակարգային մակարդակը:Էկոհամակարգերը, բացի էներգիայի հոսքից ու նյութերի շրջապտույտից, բնութագրվում են նաև զարգացած տեղեկատվական ցանցերով, որոնք իրենց մեջ ներգրավում են ֆիզիկական և քիմիական ազդանշանների հոսքերը: Դրանք կապում են համակարգի բոլոր մասերը և ղեկավարում կամ կարգավորում դրանք որպես ամբողջություն: Այդ իսկ պատճառով կարելի է համարել, որ էկոհամակարգերն ունեն կիբեռնետիկական բնույթ և, ի տարբերություն մարդու կողմից ստեղծված կիբեռնետիկական սարքերի, իրենց կառավարող գործառույթները կենտրոնացնում են հենց իրենց մեջ: Ավելցուկայնությունը (երբ որևէ գործառույթ կարող է իրականացվել ոչ թե մեկ, այլ մի քանի տեսակներով և բաղադրիչները) բարձրացնում է համակարգի կայունությունը: Հասնելիք կայունության աստիճանը շատ տարբեր է և կախված է ինչպես շրջապատող միջավայրի կոշտությունից, այնպես էլ ներքին կառավարող մեխանիզմների արդյունավետությունից:

Рубрика: Կենսաբանություն

Էներգետիկ փոխանակություն

Բջիջն էներգիայով ապահովելու համար օգտագործում են օրգանական նյութեր՝ ածխաջրեր, ճարպեր, սպիտակուցներ։ Բջիջների մեծ մասը որպես էներգիայի աղբյուր առաջին հերթին օգտագործում են ածխաջրերը։ Օրինակ՝ կաթնասուննների գլխուղեղի բջիջների համար էներգիայի աղբյուր է գլյուկոզը։ Պոլիսախարիդները ներգրավվում են կատաբոլիզմի ռեակցիաներում նախապես հիդրոլիզվելով մինչև մոնոսախարիդների։

Ճարպերը նախապես ճեղքվում են գլիցերինի և ճարպաթթուների և որպես էներգիայի աղբյուր սկսվում են օգտագործվել, գլխավորապես այն ժամանակ, երբ վերջանում են ածխաջրերը։ Սակայն կան բջիջներ, որոնք գերադասում են որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործել ճարպաթթուներին։

Սպիտակուցները նախապես ճեղքվում են ամինաթթուների և որպես էներգիայի աղբյուր են օգտագործվում, եթե վերջացել են բջջում ածխաջրերը և ճարպերը, քանի որ սպիտակուցները բջջում իրականացնում են այլ շատ կարևոր ֆունկցիաներ։ Սպիտակուցները՝ որպես էներգիայի աղբյուր կարող են օգտագործվել միայն երկար սովահարության պայմաններում։

Բջջում գլյուկոզի ճեղքումը (որի հետևանքով կատարվում է ԱԵՖ-ի սինթեզը) տեղի է ունենում իրար հաջորդող երկու փուլով։ Առաջինը կոչվում է գլիկոլիզ կամ անթթվածին ճեղքում։ Երկրորդ փուլն անվանում են շնչառություն կամ թթվածնային ճեղքում։

Գլյուկոզի անթթվածին ճեղքումը կոչվում է գլիկոլիզ, որն ընդհանուր է և՛ անաէրոբ, և՛ աէրոբ ճեղքավորումների համար։ Դիտարկենք գլյուկոզի անթթվածին ճեղքման գումարային հավասարումը.

C6H12O6 + 2ԱԿՖ + 2H3PO4 → C3H6O3 + 2ԱԵՖ + 2H2Օ

Գլիկոլիզի արդյունքում մեկ մոլեկուլ գլյուկոզից առաջանում է երկու մոլեկուլ պիրոխաղողաթթու և ջրածնի չորս ատոմ։ Անջատված էներգիայի հաշվին սինթեզվում է երկու մոլեկուլ ԱԵՖ։ Ջրածինների (նաև էլեկտրոնների) համար որպես ընդունիչ հանդես է գալիս ՆԱԴ+-ը (նիկոտինամիդադենինդինուկլեոտիդը), որն, իրեն միացնելով ջրածիններին, վերականգնվում է՝ ՆԱԴ •H + H+ (ՆԱԴ•H2)։ Էուկարիոտ բջիջներում գլիկոլիզը տեղի է ունենում ցիտոպլազմայում, և այդ գործընթացի իրականացման համար թթվածնի առկայությունը պարտադիր չէ։

Գլյուկոզի՝ մինչև պիրոխաղողաթթու ճեղքման գումարային հավասարումը կարելի է ներկայացնել հետևյալ տեսքով.

C6H12O6 + 2 ՆԱԴ+ + 2ԱԿՖ + 2H3PO4→CH3COCOOH + 2ՆԱԴ•H2 + 2ԱԵՖ + 2H2O

Գլիկոլիզի գումարային հավասարումը գործընթացի մեխանիզմի մասին պատկերացում չի տալիս։ Իրականում, գլիկոլիզը բազմաստիճան բարդ պրոցես է։ Այն իրար հաջորդող 10 ռեակցիաների ամբողջություն է։ Յուրաքանչյուր ռեակցիա կատալիզվում է հատուկ ֆերմենտով։ Յուրաքանչյուր ռեակցիայի հետևանքով փոքր քանակությամբ էներգիա է անջատվում, իսկ գումարային արդյունքը կազմում է 150 կՋ/մոլ։ Այդ էներգիայի մի մասը (60%-ը), որպես ջերմային էներգիա, ցրվում է միջավայրում, իսկ մնացած մասը (40%-ը) պահպանվում է ԱԵՖ-ի տեսքով։

Գլիկոլիզի պրոցեսը կարելի է բաժանել երկու փուլի. առաջին փուլի ընթացքում գլյուկոզի փոխարկումների արդյունքում ծախսվում է երկու մոլ ԱԵՖ, իսկ հետագա ճեղքավորման արդյունքում սինթեզվում է չորս մոլեկուլ ԱԵՖ, այսինքն գլիկոլիզի մաքուր ելքը կազմում է երկու մոլեկուլ ԱԵՖ։ Պիրոխաղողաթթվի վերջնական “ճակատագիրը” կախված է բջջում թթվածնի առկայությունից և քանակից։

Որոշ օրգանիզմներ ԱԵՖ-ի սինթեզը կարող են իրականացնել՝ օգտագործելով միայն անթթվածին ճեղքումը։ Այդ դեպքում միջավայրում կուտակվում է որևէ օրգանական վերջնանյութ։ Դրանք խմորման պրոցեսներն են, որոնց թվում կան նաև գերակշռող վերջնանյութով գործընթացներ։ Եթե գերակշռող վերջնանյութն էթիլ սպիրտն է, ապա պրոցեսը կոչվում է սպիրտային խմորում, եթե կաթնաթթուն է՝ կաթնաթթվային խմորում, եթե քացախաթթուն է՝ քացախաթթվային խմորում և այլն։ Տարբեր օրգանիզմներին բնորոշ են խմորման տարբեր տեսակներ։

Խմորման գործընթացները հիմնականում նման են և տարբերվում են վերջին փուլերով։ Կաթնաթթվային խմորման դեպքում առաջացած պիրոխաղողաթթուն ֆերմենտների ազդեցության տակ վերածվում է կաթնաթթվի։ Նույնը տեղի է ունենում մկաններում՝ թթվածնի պակասի հետևանքով.

CH3COCOOH + 2ՆԱԴ•H2 → CH3CH(OH)COOH + ՆԱԴ+

Կաթնաթթվային խմորման գումարային հավասարումն է.

C6H12O6 + 2ԱԿՖ + 2H3PO4 → 2C3H6O3 + 2H2O

Խմորման այս տեսակն ընկած է կաթի թթվեցման, կաթից՝ մածուն, հում սերից՝ թթվասեր ստանալու և այլ պրոցեսների հիմքում։ Կաթնաթթուն կարող է կուտակվել նաև աէրոբ օրգանիզմներում՝ թթվածնի պակասի հետևանքով։

Որոշ բակտերիաներին և խմորասնկերին (դրոժներին) բնորոշ է սպիրտային խմորումը, որի հետևանքով առաջանում են էթիլ սպիրտ և ածխաթթու գազ։

Անջատված էներգիայի քանակը կազմում է 210 կՋ/մոլ։

C6H12O6 + 2ԱԿՖ + 2H3PO4 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ԱԵՖ + 2H2O

Սպիրտային խմորման վրա են հիմնված գինու, գարեջրի, կվասի, հացաթխման և այլ արտադրությունները։

Рубрика: Կենսաբանություն

Միտոզ

Միտոզը էուկարիոտ բջջի կորիզի բաժանումն է` քրոմոսոմնների թվի պահմանմամբ: Ի տրաբերություն մեյոզի, միտոտիկ բաժանումը տեղի է ունենում առանց բարդությունների, քանի որ չի ներառում պրոֆազի ընթացքում հոմոլոգ քրոմոսոմների կոնյուգացիա:
Միտոզի փուլերը.Միտոզը բջջային ցիկլի մի հատվածն է, սակայն այն բավականին բարդ է և իր մեջ ներառում է հինգ փուլեր`պրոֆազ, պրոմետաֆազ, մետաֆազ, անաֆազ, տելոֆազ:
Քրոմոսոմների կրկնորինակների ստեղծումը կատարվում է ինտերֆազի ժամանակ և միտոզի փուլում քրոմոսոմները արդեն կրկնապատկված են:
— Պրոֆազի փուլում տեղի է ունենում հոմոլոգ քրոմոսոմների (զույգերի) կոնդենսացիա և սկսվում է բաժանման վերետենի ձևավորումը: Մարդու և կենդանիների բջիջներում սկվում է ցենտրիոլների հեռացումը, ձևավորվում են բաժանման բևեռները:
— Պրոմետաֆազը սկսվում է բջջի կորիզի թաղանթի քայքայմամբ: Քրոմոսոմները սկսում են շարժվել, նրանց ցենտրոմերները կոնտակտի մեջ են մտնում ցենտրիոլների միկրոխողովակների հետ, իսկ բևեռները շարունակում են իրարից հեռանալ:
— Մետաֆազի ընթացքում քրոմոսոմների շարժումը դադարում է, նրանք տեղավորվում են բջջի այսպես կոչված հասարակածի վրա` բևեռներց հավասարաչափ հեռավորության վրա, մի հարթության մեջ` առաջացնելով մետաֆազային թիթեղիկ: Կարևոր է նշել, որ այս դիրքում նրանք մնում են բավականին երկար ժամանակ, որի ընթացքում բջջի մեջ կատարվում են նշանակալից վերփոխումներ, որից հետո միայն կարող է տեղի ունենալ քրոմոսոմների իրարից հեռացումը: Այս է պատճառը, որ մետաֆազը ամենահարմար պահն է քրոմոսոմնների քանակի հաշվարկման:
— Անաֆազի ընթացքում քրոմոսոմները հեռանում են իրարից դեպի հանդիպակած բևեռներ. վեջինները նույնպես շարունակում են իրարից հեռանալ:
— Տելոֆազում արդեն առանձնացված քրոմոսոմների խմբերի շուրջ ձևավորվում են բջջի կորիզների թաղանթներ, որոնք ապակոնդենսացվում են և առաջացնում են երկու դուստր կորիզներ:

Рубрика: Կենսաբանություն

Քրոմոսոմներ

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։

Էլեկտրոնային մանրադիտակը ցույց է տալիս, որ յուրաքանչյուր քրոմանեմա կազմված է քրոմոսոմում զույգերով դասավորված միկրոֆիբրիլների խրձից։ Վերջիններում ամփոփված են ԴՆԹ-ի մոլեկուլի զույգ շղթաները, որոնք, սպիտակուցի հետ միացած, կազմում են դեզոքսինուկլեոպրոտեիդներ։

Картинки по запросу "քրոմոսոմ"
Рубрика: Կենսաբանություն

Էվոլյուցիա

Էվոլյուցիա, կենսաբանական պոպուլյացիաների հաջորդական սերունդներում ժառանգական հատկանիշների փոփոխությունը[1][2]։ Էվոլյուցիոն գործընթացի արդյունքում կյանքի կազմավորման բոլոր մակարդակներում՝ տեսակներից, անհատական օրգանիզմներից մինչև մոլեկուլներ առաջանում է կենսաբազմազանություն[3]։

Կյանքի էվոլյուցիոն պատմության ընթացքում նոր տեսակների առաջացման շարունակական գործընթացը՝ տեսակառաջացումը, տեսակների ներսում ընթացող փոփոխությունները՝ անագենեզը և տեսակների ոչնչացումը նկարագրվել են ձևաբանական և կենսաքիմիական հատկանիշների ընդհանուր գծերի, այդ թվում՝ ԴՆԹ֊ի հաջորդականությունների միջոցով[4]։ Այս ընդհանուր հատկանիշները ավելի շատ են և նման՝ ավելի մոտիկ ընդհանուր նախնի ունեցող օրգանիզմների մոտ, որը թույլ է տալիս կենդանի և ոչնչացած օրգանիզմների՝ էվլոյուցիոն փոխհարաբերությունների՝ ֆիլոգենետիկայի ուսումնասիրությամբ կառուցել «կյանքի ծառը»։ Բրածո մնացորդները ներառում են վաղ կենսածին գրաֆիտից[5], միկրոբային խսիրի մնացորդներից[6][7][8] մինչև բրածոյացված բազմաբջիջ օրգանիզմները։ Կենսաբազմազանությունը ձևավորվել է տեսակառաջացման և ոչնչացման արդյունքում[9]։