Sistemi biologici. Inquinamento biologico dell'ambiente

Sistemi biologici

Sistema- è una raccolta di componenti che interagiscono e formano un unico insieme.

Tipi di sistemi biologici:

Aperto e chiuso (per energia, informazione, sostanze)

Vivente (biologico, sociale) e non vivente (chimico, fisico)

Altamente ordinato (organismi) e poco ordinato (cristalli)

Autoregolanti (organismi) e con regolazione esterna (reazioni chimiche)

Caratteristiche generali dei sistemi: qualsiasi sistema è costituito da elementi, parti (sottosistemi) e ha una certa struttura.

Proprietà di sistema: integrità (subordinazione dei componenti a un obiettivo comune); interconnessione (un cambiamento in un componente porta a un cambiamento negli altri); gerarchia (il sistema può far parte di un altro sistema più grande).

Principi di organizzazione dei sistemi biologici

1. Apertura: i sistemi biologici sono aperti all'ingresso di sostanze, energia e informazioni al loro interno.
2. Ordine elevato: coerenza tra i componenti che formano il sistema; uso efficiente energia in entrata.
3. Design ottimale: le combinazioni di maggior successo di elementi e parti; i sistemi biologici includono gli elementi chimici più leggeri; Salvataggio materiale da costruzione, minimizzazione della materia vivente.
4. La controllabilità è il passaggio da uno stato all’altro.
5. La gerarchia è la mutua subordinazione di elementi e parti.

Livelli di organizzazione della materia vivente

Livello molecolare

Determinato dalla composizione chimica dei sistemi viventi (molecole organiche e inorganiche e loro complessi), processi biochimici- metabolismo e conversione dell'energia, immagazzinamento e trasmissione delle informazioni ereditarie. A questo livello esiste un confine tra la natura vivente e quella inanimata.

Sistema: biopolimeri - proteine, acidi nucleici.

Processi: trasferimento dell'informazione genetica - replicazione, trascrizione, traduzione.

Livello organoide-cellulare

È determinato dalla struttura e dal funzionamento delle cellule, dalla loro differenziazione e specializzazione durante lo sviluppo e dai meccanismi di divisione. Non esistono forme di vita non cellulari e i virus possono mostrare le proprietà dei sistemi viventi solo all’interno delle cellule viventi.

Sistema: cellula.

Processi: metabolismo cellulare, cicli vitali e la divisione, che sono regolate dalle proteine ​​enzimatiche.

Livello dei tessuti

È causata da un insieme di cellule simili nella struttura e unite da una funzione comune.

Sistema: tessuto.

Processi: processi di interazione cellulare in un organismo multicellulare.

Livello degli organi

È determinato dalla struttura e dall'attività vitale di diversi tipi di tessuti che formano i singoli organi.

Sistema: organo.

Processi: processi di interazione tra organi e apparati.

Livello organismico

È determinato dalle peculiarità della struttura e del funzionamento dei singoli individui, dai meccanismi di lavoro coordinato di organi e sistemi di organi e dalle reazioni alle mutevoli condizioni ambientali.

Sistema: organismo.

Processi: ontogenesi, metabolismo, omeostasi, riproduzione.

Livello di popolazione-specie

È determinato dalle relazioni tra organismi della stessa popolazione, tra organismi e il loro habitat.

Sistema: popolazione, specie.

Processi: cambiamenti nel pool genetico, cambiamenti evolutivi elementari.

Livello biogeocenotico (ecosistema).

Determinato dalle relazioni tra organismi tipi diversi e la diversa complessità dell’organizzazione.

Sistema: biogeocenosi (ecosistema).

Processi: circolazione di sostanze e trasformazione di energia in una biogeocenosi (ecosistema), catene alimentari e reti.

Livello della biosfera

È determinata dalle relazioni tra diversi ecosistemi (biogeocenosi), dalla circolazione delle sostanze e dalla trasformazione dell'energia.

Sistema: Biosfera.

Processi: circolazione delle sostanze e trasformazione dell'energia.

Proprietà fondamentali dei sistemi viventi

1. Unità Composizione chimica

Gli organismi viventi sono costituiti dallo stesso elementi chimici, come i corpi di natura inanimata, solo in proporzioni diverse: il 98% della composizione chimica degli organismi viventi è carbonio, ossigeno, idrogeno e azoto.

2. Metabolismo

Tutti gli organismi viventi sono capaci di scambiare sostanze con l'ambiente, mentre le assorbono sostanze necessarie ed espellere i prodotti di scarto. Il metabolismo garantisce l'omeostasi - costanza composizione fisica e chimica il corpo e tutte le sue parti. Il metabolismo avviene anche nella natura inanimata, ma in questo caso si muovono (dilavamento del terreno) o cambiano solo il loro stato di aggregazione (evaporazione dell'acqua), e quando metabolismo biologico sostanze: la loro trasformazione.

3. Autoriproduzione (riproduzione)

Gli organismi viventi sono in grado di riprodurre la propria specie. Questa proprietà si basa sulla formazione di nuove molecole e strutture basate sulle informazioni memorizzate nel DNA. Grazie all'autoriproduzione, non solo gli organismi interi, ma anche le cellule e gli organelli cellulari dopo la divisione sono identici ai loro predecessori.

4. Ereditarietà

La capacità degli organismi di preservare e trasmettere di generazione in generazione segni, proprietà, caratteristiche, ad es. garantire la continuità delle generazioni.

5. Variabilità

La capacità degli organismi di acquisire nuove caratteristiche e proprietà durante la vita, che si basa sul processo di modifica delle molecole di DNA. Questa proprietà fornisce materiale per la selezione naturale.

6. Sviluppo e crescita

Lo sviluppo è una proprietà universale della materia: un cambiamento naturale irreversibile, diretto nei sistemi viventi e non viventi, a seguito del quale compaiono stati di sistemi qualitativamente nuovi. Viene presentato lo sviluppo dei sistemi viventi sviluppo individuale(ontogenesi) e sviluppo storico specie (filogenesi). Lo sviluppo è accompagnato dalla crescita: un aumento delle dimensioni, della massa e del volume del corpo.

7. Irritabilità

La capacità degli organismi di rispondere selettivamente alle influenze esterne ambiente. I cambiamenti nelle condizioni ambientali in relazione al corpo sono l’irritazione e la reazione del corpo a stimolo esterno- irritabilità - un indicatore della sensibilità del corpo alle sostanze irritanti. Nelle piante - tropismi (cambiamenti nei modelli di crescita): geotropismo, eliotropismo, aerotropismo, reotropismo, termotropismo, fototropismo - e brutto (movimento delle singole parti organismo vegetale): movimento delle foglie verso la luce; negli animali più semplici - taxi (cambiamenti nella natura del movimento): chemiotassi, fototassi, aerotassi, geotassi, reotassi, termotassi; negli animali multicellulari - un riflesso (la risposta del corpo all'irritazione, effettuata e controllata dal sistema nervoso).

8. Discrezione e integrità

Ogni organismo (sistema biologico) è costituito da elementi isolati, spazialmente delimitati, strettamente collegati e interagenti tra loro, cioè strutturalmente e funzionalmente unificati.

9. Autoregolamentazione

La capacità degli organismi viventi di mantenere una composizione fisica e chimica costante, intensità processi fisiologici nel mutare delle condizioni ambientali. Difetto nutrienti mobilita risorse interne l'organismo, e l'eccesso provoca la cessazione della loro sintesi.

10. Ritmo

Cambiamenti nell'intensità dei processi e delle funzioni fisiologici con periodi diversi fluttuazioni (ritmi giornalieri, stagionali). Il ritmo garantisce l'adattamento degli organismi alle condizioni di vita che cambiano periodicamente.

11. Dipendenza energetica

Gli organismi viventi lo sono sistemi aperti, che sono stabili solo a condizione di un accesso continuo all'energia e alla materia dall'esterno.

12. Autoaggiornamento

La capacità di ripristinare macromolecole, organelli e cellule durante la loro graduale distruzione.

13. Gerarchia

Tutti gli esseri viventi, dai biopolimeri alla biosfera, sono in una certa subordinazione e il funzionamento di sistemi biologici meno complessi rende possibile l'esistenza di sistemi biologici più complessi.

Kirilenko A. A. Biologia. Esame di Stato Unificato. Sezione "Biologia molecolare". Teoria, compiti formativi. 2017.

ambiente biologico- - Argomenti di biotecnologia EN mezzo biologico ... Guida del traduttore tecnico

Mercoledì- (ts.slav. – medio) – uno dei giorni della settimana, medio, associato ai ricordi Chiesa ortodossa sul tradimento di Gesù Cristo verso la sofferenza e la morte, sulla sofferenza e sulla morte stesse. Il mercoledì è un giorno di digiuno in ricordo di questi eventi. In modo appassionato... ... Fondamenti di cultura spirituale ( Dizionario enciclopedico insegnante)

Acqua Generale Nome sistematico Ossido di idrogeno Nomi tradizionali acqua Formula chimica H2O...Wikipedia

Sistema biologico- formazioni biologiche che si autoregolano dinamicamente e, di regola, si autosviluppano e si autoriproducono di varia complessità (dalle macromolecole alla biosfera del pianeta come ecosistema globale e biota allo stesso tempo) (vedi Biota, Ecosistema). ... ... Concetti scienza naturale moderna. Glossario dei termini fondamentali

Questo termine ha altri significati, vedi Natura (significati). La natura è il mondo materiale dell'Universo, in sostanza il principale oggetto di studio delle scienze naturali. Nella vita di tutti i giorni la parola “natura” è spesso usata per significare habitat... ...Wikipedia

La carne in provetta, nota anche come carne coltivata o carne coltivata, è carne che non ha mai fatto parte di un animale vivo e completo. In diversi moderni progetti di ricerca cercando di coltivare carne in vitro... ... Wikipedia

Metodo estetico non classico. e studi culturali ricerca proposta da Deleuze e F. Gattari come alternativa alla psicoanalisi. Il principio, la differenza dalla psicoanalisi, è che Sh rivela il non figurativo e il non simbolico... ... Enciclopedia degli studi culturali

Il fenomeno della transizione energetica irreversibile onda sonora in altri tipi di energia e, in particolare, nel calore. Caratterizzato da coefficiente. assorbimento a, che è definito come il reciproco della distanza, per cui l'ampiezza dell'onda sonora diminuisce di e = 2.718... ... Enciclopedia fisica

Ghiandola salivare parotide Saliva (lat. saliva) liquido trasparente incolore, liquido ambiente biologico corpo secreto nella cavità orale da tre paia di grandi ghiandole salivari(sottomandibolare, parotide, sublinguale) ... Wikipedia

PRIGOGIN ILYA ROMANOVICH- (1917 2003) – Chimico belga, vincitore premio Nobel(1977), nato a Mosca, e dal 1921 ha vissuto in Lituania, Germania, Belgio, professore chimica fisica, direttore dell'Istituto Internazionale di Fisica e Chimica di Bruxelles, era interessato a... ... Filosofia della scienza e della tecnologia: dizionario tematico

TRASFORMISMO- una teoria biologica formulata nel XVII secolo, secondo la quale gli esseri viventi in diverse ere geologiche differivano l'uno dall'altro, subendo trasformazioni graduali. Queste trasformazioni possono essere causate dalle condizioni di vita (ambiente),... ... Dizionario filosofico

Libri

• , VA Roitman, SA Birra. La monografia è dedicata a un problema importante, ma poco trattato nella letteratura mondiale: il parassitismo come derivato dell'evoluzione della biosfera. Sono trattate le seguenti sezioni: trasformazione...
• Il parassitismo come forma di relazione simbiotica, V. A. Roitman. La monografia è dedicata a un problema importante, ma poco trattato nella letteratura mondiale: il parassitismo come derivato dell'evoluzione della biosfera. Sono trattate le seguenti sezioni: trasformazione...

L'inquinamento biologico dell'ambiente si verifica a causa dell'impatto antropico il mondo. Principalmente entrano nella biosfera vari virus e batteri che degradano gli ecosistemi e colpiscono le specie animali e vegetali.

Fonti di inquinamento biologico

• imprese alimentari;
• acque reflue domestiche e industriali;
• discariche e discariche di rifiuti;
• cimiteri;
• reti fognarie.

Inquinamento biologico dentro tempi differenti ha contribuito alla comparsa di epidemie di peste e vaiolo, febbre nelle persone e in varie specie di animali e uccelli. IN tempi differenti I seguenti virus erano e sono pericolosi:

• antrace;
• appestare;
• vaiolo;
• Febbre emorragica da Ebola;
• peste bovina;
• esplosione di riso;
• virus Nepah;
• tularemia;
• tossina botulinica;
• Virus Chimera.

Questi virus causano la morte negli esseri umani e negli animali. Di conseguenza, dovrebbe essere sollevata la questione dell’inquinamento biologico. Se non verrà fermato, ci sarà qualche virus, forse in massa e oltre poco tempo uccidere milioni di animali, piante e persone così rapidamente che la minaccia di prodotti chimici o contaminazione radioattiva Non sembrerà così forte.

Metodi di lotta all'inquinamento biologico

Per le persone tutto è più semplice: puoi vaccinarti contro i virus più terribili. L'infezione della flora e della fauna da parte di vari microrganismi e batteri non può essere controllata. Come misura preventiva, dovrebbero essere osservati ovunque elevati standard sanitari ed epidemiologici. Le invenzioni sono particolarmente pericolose Ingegneria genetica e biotecnologia. Dai laboratori, i microrganismi possono entrare nell’ambiente e diffondersi rapidamente. Alcune invenzioni portano a mutazioni genetiche, influenzano non solo lo stato del corpo di individui specifici, ma contribuiscono anche al deterioramento funzione riproduttiva, per cui le specie di flora e fauna non saranno in grado di rinnovare il loro numero. Lo stesso vale per la razza umana. Pertanto, l’inquinamento biologico può distruggere rapidamente e ampiamente tutta la vita sul pianeta, comprese le persone.

Vantaggi dei metodi biologici

Le osservazioni a lungo termine, che chiamiamo monitoraggio usando la terminologia moderna, sono state effettuate solo sui cambiamenti nelle concentrazioni nell'ambiente di alcuni sostanze nocive e alcuni altri parametri di stato ambiente naturale principalmente legati a cause naturali. In contrasto con le dinamiche dell'ecosistema causate da fattori naturali, i loro cambiamenti sotto l'influenza di fattori antropogenici e tecnogenici avvengono molto rapidamente.

È logico presumere che, poiché gli organismi viventi sono fortemente e negativamente influenzati da varie impurità chimiche nell'ambiente, è con metodi chimici che si dovrebbe valutare la qualità dell'ambiente. Tuttavia, questo non è del tutto vero. Il fatto è che spesso i metodi chimici non sono in grado di determinare la presenza di sostanze nocive nell'ambiente a causa della loro bassa concentrazione, tuttavia, a causa dell'effetto del loro cumulo effetti dannosi risulta tangibile.

Nota 1

Allo stesso modo, i metodi chimici non possono riflettere le specificità dell'effetto combinato di diverse sostanze nocive sul corpo, che non può essere ridotto alla somma degli effetti individuali. Esiste infine il fenomeno dell'adattamento, per cui l'esposizione alle stesse concentrazioni degli stessi inquinanti generazioni diverse gli organismi non sono uguali. Tutti questi svantaggi metodi chimici diventano irrilevanti per quelli biologici.

Oggetti per test biologici

Definizione 1

Gli oggetti di prova sono organismi utilizzati per valutare la tossicità sostanze chimiche, emissioni industriali, impurità atmosferiche, naturali e Acque reflue, suoli, sedimenti del fondo dei serbatoi, mangimi, ecc.

Si tratta di una sorta di "sensori" di segnale informativo che mostrano il grado di tossicità dell'ambiente e consentono la sostituzione del complesso test chimici, consentono di stabilire rapidamente il fatto della tossicità (tossicità, nocività) dell'ambiente, indipendentemente dalla sua dipendenza da una sostanza analitica facilmente determinabile o da un intero complesso di sostanze chimicamente non rilevabili. Testare gli oggetti con alto grado le approssimazioni consentono di quantificare il livello di tossicità dell'inquinamento dell'aria, dell'acqua e del suolo.

Come tali oggetti vengono utilizzati una varietà di organismi: piante, invertebrati e vertebrati.

Anche i metodi di ricerca sono diversi. Questo è uno studio sulla composizione delle specie e sull'abbondanza di bioindicatori nelle comunità, ricerca di laboratorio, in cui si nota l'impatto dell'ambiente testato sulla sopravvivenza, la fertilità e la stabilità dello sviluppo degli organismi. Oggetti popolari di tale ricerca sono:

• semi di numerose piante,
• licheni,
• Dafnia,
• molti invertebrati acquatici,
• pescare,
• eccetera.

Nota 2

L'intero metodo viene spesso denominato in base all'oggetto utilizzato, ad esempio un metodo basato sull'utilizzo dei licheni come oggetto di prova si chiama indicazione dei licheni.

Gli oggetti di prova devono essere sensibili alla natura e alla composizione del substrato, alle condizioni microclimatiche e alla composizione dell'ambiente. Il loro utilizzo come oggetti di monitoraggio globale è facilitato dall'ampia distribuzione e reazione pronunciata SU influenza esterna, nonostante la variabilità intrinseca di questi organismi dovrebbe essere relativamente insignificante.

Gli oggetti di prova servono come indicatore integrale dello stato dell'ambiente ed esprimono indirettamente con la loro reazione la "favorevole" generale del complesso fattori abiotici ambienti per il biota. Oltretutto, la maggior parte composti chimici, che ha effetti dannosi sugli organismi, è incluso nella maggior parte delle emissioni produzione industriale, che consente l'uso di oggetti di test biologici per un'indicazione precisa del carico antropogenico.

Il meccanismo più sottile di tali studi è lo studio della stabilità dello sviluppo, che consente di valutare i livelli deboli di impatto sull'ambiente che non portano alla morte degli organismi.