คุณสมบัติของการจัดระเบียบโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตที่รับประกันการต่ออายุตนเอง การควบคุมตนเอง และการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง แก่นแท้ของชีวิต ระดับการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต
สิ่งมีชีวิตมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติหลายประการที่เมื่อรวมกันแล้ว "ทำให้" สิ่งมีชีวิตมีชีวิต คุณสมบัติดังกล่าว ได้แก่ การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง ความจำเพาะขององค์กร โครงสร้างที่เป็นระเบียบ ความสมบูรณ์และความไม่ต่อเนื่อง การเติบโตและการพัฒนา เมแทบอลิซึมและพลังงาน พันธุกรรมและความแปรปรวน ความหงุดหงิด การเคลื่อนไหว กฎระเบียบภายใน ความจำเพาะของความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม
การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง (การสืบพันธุ์
). ทรัพย์สินนี้มีความสำคัญที่สุดในบรรดาทรัพย์สินอื่นทั้งหมด คุณลักษณะที่โดดเด่นก็คือการสืบพันธุ์ด้วยตนเองของสิ่งมีชีวิตบางชนิดซ้ำแล้วซ้ำอีกในรุ่นนับไม่ถ้วน และข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับการสืบพันธุ์ด้วยตนเองถูกเข้ารหัสในโมเลกุล DNA คำกล่าวที่ว่า “สิ่งมีชีวิตทั้งปวงล้วนมาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น” หมายความว่าชีวิตเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว และตั้งแต่นั้นมามีเพียงสิ่งมีชีวิตเท่านั้นที่ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิต ในระดับโมเลกุล การสืบพันธุ์ด้วยตนเองเกิดขึ้นบนพื้นฐานของการสังเคราะห์ DNA ของเทมเพลต ซึ่งตั้งโปรแกรมการสังเคราะห์โปรตีนที่กำหนดความจำเพาะของสิ่งมีชีวิต ในระดับอื่นๆ มีคุณลักษณะพิเศษด้วยรูปแบบและกลไกที่หลากหลายเป็นพิเศษ จนถึงการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ชนิดพิเศษ (ชายและหญิง) จำเป็นการสืบพันธุ์ด้วยตนเองคือการสนับสนุนการดำรงอยู่ของสายพันธุ์ กำหนดความจำเพาะ รูปแบบทางชีวภาพการเคลื่อนไหวของสสาร
ความเฉพาะเจาะจงขององค์กร
มันเป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตใด ๆ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันมีรูปร่างและขนาดที่แน่นอน หน่วยขององค์กร (โครงสร้างและหน้าที่) คือเซลล์ ในทางกลับกัน เซลล์จะถูกจัดเป็นเนื้อเยื่อโดยเฉพาะ ส่วนหลังเป็นอวัยวะ และอวัยวะเป็นระบบอวัยวะ สิ่งมีชีวิตไม่ได้ "กระจัดกระจาย" แบบสุ่มในอวกาศ มีการจัดระเบียบโดยเฉพาะในประชากร และประชากรได้รับการจัดระเบียบโดยเฉพาะใน biocenose หลังร่วมกับปัจจัยที่ไม่มีชีวิตก่อให้เกิด biogeocenoses (ระบบนิเวศ) ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของชีวมณฑล
ความเป็นระเบียบเรียบร้อยของโครงสร้าง
สิ่งมีชีวิตมีลักษณะเฉพาะไม่เพียงแต่จากความซับซ้อนของสารประกอบเคมีที่ใช้สร้างขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเรียงลำดับของพวกมันในระดับโมเลกุลด้วย ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของโครงสร้างโมเลกุลและซูปราโมเลกุล การสร้างลำดับจากการเคลื่อนที่ที่ไม่เป็นระเบียบของโมเลกุลคือ ทรัพย์สินที่สำคัญที่สุดสิ่งมีชีวิตที่แสดงออกมาในระดับโมเลกุล ความเป็นระเบียบเรียบร้อยในอวกาศมาพร้อมกับความเป็นระเบียบเรียบร้อยของเวลา ซึ่งแตกต่างจากวัตถุไม่มีชีวิตความเป็นระเบียบเรียบร้อยของโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นเนื่องจาก สภาพแวดล้อมภายนอก. ในขณะเดียวกัน ระดับของระเบียบในสภาพแวดล้อมก็ลดลง
ความสมบูรณ์ (ความต่อเนื่อง) และความไม่ต่อเนื่อง (ความไม่ต่อเนื่อง)
ชีวิตเป็นแบบองค์รวมและในเวลาเดียวกันก็แยกจากกันทั้งในด้านโครงสร้างและหน้าที่ ตัวอย่างเช่น สารตั้งต้นของชีวิตเป็นส่วนสำคัญ เนื่องจากมีนิวคลีโอโปรตีนเป็นตัวแทน แต่ในขณะเดียวกันก็แยกจากกัน เพราะมันประกอบด้วยกรดนิวคลีอิกและโปรตีน กรดนิวคลีอิกและโปรตีนเป็นสารประกอบอินทิกรัล แต่ก็แยกจากกันเช่นกัน ซึ่งประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์และกรดอะมิโน (ตามลำดับ) การจำลองโมเลกุล DNA เป็นกระบวนการต่อเนื่อง แต่ไม่ต่อเนื่องกันในอวกาศและเวลา เนื่องจากมีโครงสร้างทางพันธุกรรมและเอนไซม์ต่างๆ เข้ามามีส่วนร่วม ขั้นตอนการโอน ข้อมูลทางพันธุกรรมนอกจากนี้ยังต่อเนื่อง แต่ก็ไม่ต่อเนื่องเนื่องจากประกอบด้วยการถอดความและการแปลซึ่งเนื่องจากความแตกต่างหลายประการในตัวเองจึงกำหนดความไม่ต่อเนื่องของการนำข้อมูลทางพันธุกรรมไปใช้ในอวกาศและเวลา ไมโทซีสของเซลล์ยังเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและในเวลาเดียวกันก็ถูกขัดจังหวะ สิ่งมีชีวิตใดๆก็ตามที่เป็น ทั้งระบบแต่ประกอบด้วยหน่วยแยกกัน ได้แก่ เซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ ระบบอวัยวะ โลกอินทรีย์ก็เป็นส่วนสำคัญเช่นกัน เนื่องจากการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบางชนิดขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ แต่ในขณะเดียวกัน มันก็แยกจากกันซึ่งประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด
สิ่งที่น่าสนใจบนเว็บไซต์:
กลไกการสังเคราะห์ด้วยแสง
การสังเคราะห์ด้วยแสงเกี่ยวข้องกับการลด CO2 ในชั้นบรรยากาศให้เป็นคาร์โบไฮเดรตโดยใช้พลังงานแสง ควบคู่ไปกับการปล่อยออกซิเจนจากน้ำ การสังเคราะห์ด้วยแสงก็เหมือนกับกระบวนการทางสรีรวิทยาอื่นๆ ประกอบด้วยหลายขั้นตอน...
ปฏิกิริยาแสงและความมืด
การสังเคราะห์ด้วยแสงมีสองขั้นตอน: เคมีแสงซึ่งต้องใช้แสง และเคมีซึ่งเกิดขึ้นในความมืด ระยะโฟโตเคมีดำเนินไปอย่างรวดเร็ว (ใน 0.00001 วินาที) ปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลปฐมภูมิไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ แม้ว่า...
พื้นที่เชื่อมโยงของเปลือกสมองส่วนการมองเห็น
มีการใช้ความพยายามอย่างมากในการทำความเข้าใจกระบวนการประมวลผลข้อมูลในช่อง M และ P ของคอร์เทกซ์ภาพ การศึกษาที่คล้ายกันได้รับแจ้งจากความแตกต่างด้านการทำงานและกายวิภาคระหว่างเซลล์ปมประสาทจอประสาทตาและเซลล์ประสาทสกุล...
ตามแนวคิดทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ชีวิตเป็นกระบวนการดำรงอยู่ของความซับซ้อน ระบบชีวภาพประกอบด้วยโมเลกุลอินทรีย์ขนาดใหญ่และสามารถสืบพันธุ์ได้เองและคงอยู่ได้อันเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนพลังงานและสสารกับสิ่งแวดล้อม
ทั้งเซลล์และสิ่งมีชีวิตโดยรวมแสดงด้วยชุดของโครงสร้างที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างเป็นระเบียบ (ออร์แกเนลล์ เซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ) เช่น พวกมันเป็นระบบ
สิ่งมีชีวิตมีลักษณะที่แตกต่างจากสิ่งไม่มีชีวิต แต่ในหมู่พวกเขาไม่มีสักอันเดียวที่จะมีลักษณะเฉพาะสำหรับสิ่งมีชีวิต เพื่ออธิบายชีวิต ให้พิจารณาคุณสมบัติสากลของสิ่งมีชีวิต:
– การเผาผลาญและพลังงานสิ่งมีชีวิตทุกชนิดสกัด เปลี่ยนรูป และใช้พลังงาน สิ่งแวดล้อมและคืนพลังงานของสิ่งแวดล้อม คืนพลังงานที่ถูกแปลง (ความร้อน ผลิตภัณฑ์สลายตัว) สู่ชีวมณฑล
– การสืบพันธุ์(การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง) นี่เป็นคุณสมบัติบังคับและสำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต การดำรงอยู่ของสายพันธุ์ที่ยาวนานความต่อเนื่องระหว่างพ่อแม่และลูกหลาน - ทั้งหมดนี้รับประกันได้ด้วยการสืบพันธุ์
– การพัฒนา.นี่หมายถึงกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้และเป็นไปตามธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณ (การเติบโต การเพิ่มขึ้น จำนวนเซลล์) และการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพ (การสุกแก่ การแก่ชรา) ที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดในแต่ละบุคคลตั้งแต่วินาทีแรกเกิดจนถึงความตาย
– ความหงุดหงิด(ความตื่นเต้นง่าย) คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตในการตอบสนองต่ออิทธิพลของสิ่งแวดล้อม (สารกระตุ้น) ด้วยปฏิกิริยาที่ช่วยให้พวกมันมีชีวิตรอดเรียกว่าความหงุดหงิด
– การควบคุมการแสดง(การควบคุมตนเอง) นี่คือความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการรักษาองค์ประกอบและคุณสมบัติของมันให้อยู่ในระดับที่ค่อนข้างคงที่โดยไม่คำนึงถึงสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ระบบการดำรงชีวิตยังมีลักษณะเฉพาะด้วย ระดับสูงองค์กรต่างๆ โครงสร้างและหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตมีหลายระดับ
ในระดับโมเลกุล พิจารณาถึงบทบาทของสารประกอบทางเคมีที่สำคัญต่อการรักษาการทำงานที่สำคัญของร่างกาย (โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต)
บน ระดับเซลล์ศึกษาการจัดโครงสร้างของเซลล์และการเชื่อมต่อทางสรีรวิทยา ชีวเคมี และโครงสร้างและหน้าที่ระหว่างเซลล์ในเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ
ในระดับเนื้อเยื่อและอวัยวะจะมีการศึกษาปรากฏการณ์และกระบวนการที่เกิดขึ้นในแต่ละบุคคลตลอดจนกลไกการทำงานของอวัยวะในฐานะระบบการเปลี่ยนแปลงที่ปรับเปลี่ยนและพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตในสภาวะทางเศรษฐกิจต่างๆ
ระดับพันธุ์ประชากรแตกต่างจากระดับอื่นๆ ตรงที่ประชากรสามารถพัฒนาได้อย่างไม่มีกำหนดภายใต้สภาพแวดล้อมที่เหมาะสม สิ่งนี้แตกต่างโดยพื้นฐานจากอายุขัยของสิ่งมีชีวิต เพราะมันตายไปโดยหมดโอกาสในการพัฒนาซึ่งฝังอยู่ในข้อมูลทางพันธุกรรม
ระดับระบบนิเวศ (ชีวมณฑล-ชีวพันธุศาสตร์) พิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม ตลอดจนรูปแบบของวัฏจักรพลังงานและกระบวนการที่เกิดขึ้นในระบบนิเวศ
แก่นแท้ของชีวิต ทรัพย์สิน และระดับของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต
คำถามเกี่ยวกับแก่นแท้ของชีวิตเป็นหนึ่งในคำถามทางชีววิทยาที่มีมายาวนานเนื่องจากความสนใจในเรื่องนี้มีมาตั้งแต่หลายศตวรรษโบราณ ที่กำหนดไว้ใน เวลาที่ต่างกันคำจำกัดความของชีวิตไม่สามารถครอบคลุมได้เนื่องจากขาดข้อมูลเพียงพอ มีเพียงการพัฒนาอณูชีววิทยาเท่านั้นที่นำไปสู่ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับแก่นแท้ของชีวิตการกำหนดคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตและการระบุระดับของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต
แก่นแท้และรากฐานของชีวิต
แนวทางระเบียบวิธีสากลในการทำความเข้าใจแก่นแท้ของชีวิตในปัจจุบันคือการเข้าใจชีวิตในฐานะกระบวนการซึ่งผลลัพธ์สุดท้ายคือการต่ออายุตนเองซึ่งแสดงออกมาในการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง สิ่งมีชีวิตทั้งหมดมาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น และทุกองค์กรที่อยู่ในสิ่งมีชีวิตก็เกิดขึ้นจากองค์กรอื่นที่คล้ายคลึงกันเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ แก่นแท้ของชีวิตจึงอยู่ที่การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง ซึ่งขึ้นอยู่กับการประสานงานของปรากฏการณ์ทางกายภาพและเคมี และมั่นใจได้ด้วยการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมจากรุ่นสู่รุ่น ข้อมูลนี้เองที่ช่วยให้มั่นใจในการสืบพันธุ์และการควบคุมตนเองของสิ่งมีชีวิต ชีวิตจึงมีคุณภาพ รูปร่างพิเศษการดำรงอยู่ของสสารที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์ ปรากฏการณ์แห่งชีวิตเป็นตัวแทนของการเคลื่อนไหวของสสารรูปแบบหนึ่ง ซึ่งสูงกว่ารูปแบบทางกายภาพและเคมีของการดำรงอยู่ของมัน
สิ่งมีชีวิตถูกสร้างขึ้นจากสิ่งเดียวกัน องค์ประกอบทางเคมี, เช่นเดียวกับสิ่งไม่มีชีวิต (ออกซิเจน, ไฮโดรเจน, คาร์บอน, ไนโตรเจน, ซัลเฟอร์, ฟอสฟอรัส, โซเดียม, โพแทสเซียม, แคลเซียมและองค์ประกอบอื่น ๆ ) ในเซลล์จะพบอยู่ในรูปแบบ สารประกอบอินทรีย์. อย่างไรก็ตาม การจัดโครงสร้างและรูปแบบการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตมีลักษณะเฉพาะที่ทำให้สิ่งมีชีวิตแตกต่างจากวัตถุ ธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต.
กรดนิวคลีอิก (DNA และ RNA) และโปรตีนดึงดูดความสนใจในฐานะที่เป็นสารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิต กรดนิวคลีอิกมีความซับซ้อน สารประกอบเคมีประกอบด้วยคาร์บอน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส DNA เป็นสารพันธุกรรมของเซลล์และกำหนดความจำเพาะทางเคมีของยีน ภายใต้การควบคุมของ DNA การสังเคราะห์โปรตีนจะเกิดขึ้นโดยมี RNA มีส่วนร่วม
โปรตีนยังเป็นสารประกอบทางเคมีที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส โมเลกุลโปรตีนมีลักษณะเฉพาะ ขนาดใหญ่ความหลากหลายสุดขีดที่สร้างขึ้นโดยกรดอะมิโนที่เชื่อมต่อกันในสายโซ่โพลีเปปไทด์ในลำดับที่ต่างกัน โปรตีนในเซลล์ส่วนใหญ่แสดงด้วยเอนไซม์ พวกเขายังทำหน้าที่เป็น ส่วนประกอบโครงสร้างเซลล์. แต่ละเซลล์ประกอบด้วยโปรตีนที่แตกต่างกันหลายร้อยชนิด และเซลล์ประเภทใดประเภทหนึ่งก็มีโปรตีนที่มีลักษณะเฉพาะสำหรับพวกมัน ดังนั้นเนื้อหาของเซลล์แต่ละประเภทจึงมีลักษณะเฉพาะด้วยองค์ประกอบโปรตีนบางอย่าง
ทั้งกรดนิวคลีอิกและโปรตีนต่างก็ไม่ใช่สารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิต ปัจจุบันเชื่อกันว่านิวคลีโอโปรตีนเป็นสารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิต พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมของเซลล์สัตว์และพืช โครมาติน (โครโมโซม) และไรโบโซมถูกสร้างขึ้นจากพวกมัน มีการค้นพบไปทั่ว โลกอินทรีย์จากไวรัสสู่มนุษย์ เราสามารถพูดได้ว่าไม่มีระบบสิ่งมีชีวิตใดที่ไม่มีนิวคลีโอโปรตีน อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องเน้นย้ำว่านิวคลีโอโปรตีนเป็นสารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิตเฉพาะเมื่อพวกมันอยู่ในเซลล์ ทำงานและมีปฏิสัมพันธ์อยู่ที่นั่นเท่านั้น ภายนอกเซลล์ (หลังจากถูกปล่อยออกจากเซลล์) พวกมันเป็นสารประกอบทางเคมีทั่วไป ดังนั้นชีวิตจึงเป็นหน้าที่ของอันตรกิริยาของกรดนิวคลีอิกและโปรตีนเป็นหลัก และสิ่งมีชีวิตก็คือสิ่งที่มีระบบโมเลกุลที่จำลองตัวเองได้เองในรูปแบบของกลไกในการสร้างกรดนิวคลีอิกและโปรตีน
ตรงกันข้ามกับสิ่งมีชีวิต แนวคิดเรื่อง "คนตาย" มีความโดดเด่น ซึ่งเข้าใจว่าเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่เคยมีอยู่ครั้งหนึ่งซึ่งสูญเสียกลไกในการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิกและโปรตีน กล่าวคือ ความสามารถในการสืบพันธุ์ของโมเลกุล ตัวอย่างเช่น “คนตาย” คือหินปูนที่เกิดจากซากสิ่งมีชีวิตที่ครั้งหนึ่งเคยมีชีวิต
สุดท้ายนี้ เราควรแยกแยะระหว่าง “สิ่งไม่มีชีวิต” กล่าวคือ ส่วนหนึ่งของสสารที่มีต้นกำเนิดจากอนินทรีย์ (ไม่มีชีวิต) และไม่มีความเชื่อมโยงในรูปแบบและโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิตแต่อย่างใด ตัวอย่างเช่น “สิ่งไม่มีชีวิต” คือหินปูนที่เกิดจากแหล่งสะสมของหินปูนอนินทรีย์ภูเขาไฟ สิ่งไม่มีชีวิตซึ่งแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตไม่สามารถรักษาโครงสร้างโครงสร้างและใช้พลังงานภายนอกเพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ได้
เมื่อพูดถึงโมเลกุลที่ถือเป็นสารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิต ควรสังเกตว่าโมเลกุลเหล่านี้ได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในเวลาและอวกาศ พอจะกล่าวได้ว่าเอนไซม์สามารถเปลี่ยนสารตั้งต้นใดๆ ให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาได้เพียงอย่างเดียว เวลาอันสั้น. ดังนั้น การกำหนดนิวคลีโอโปรตีนให้เป็นสารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิตจึงหมายถึงการยอมรับว่านิวคลีโอโปรตีนเป็นระบบที่เคลื่อนที่ได้มาก
ทั้งสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุลที่แต่เดิมไม่มีชีวิต อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตแตกต่างจากสิ่งไม่มีชีวิตอย่างมาก สาเหตุของความแตกต่างอย่างลึกซึ้งนี้ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต และโมเลกุลที่มีอยู่ในระบบสิ่งมีชีวิตเรียกว่าชีวโมเลกุล
คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต
สิ่งมีชีวิตมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติหลายประการที่เมื่อรวมกันแล้ว "ทำให้" สิ่งมีชีวิตมีชีวิต คุณสมบัติดังกล่าว ได้แก่ การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง ความจำเพาะขององค์กร โครงสร้างที่เป็นระเบียบ ความสมบูรณ์และความไม่ต่อเนื่อง การเติบโตและการพัฒนา เมแทบอลิซึมและพลังงาน พันธุกรรมและความแปรปรวน ความหงุดหงิด การเคลื่อนไหว กฎระเบียบภายใน ความจำเพาะของความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม
การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง (การสืบพันธุ์). ทรัพย์สินนี้มีความสำคัญที่สุดในบรรดาทรัพย์สินอื่นทั้งหมด คุณลักษณะที่โดดเด่นก็คือการสืบพันธุ์ด้วยตนเองของสิ่งมีชีวิตบางชนิดซ้ำแล้วซ้ำอีกในรุ่นนับไม่ถ้วน และข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับการสืบพันธุ์ด้วยตนเองถูกเข้ารหัสในโมเลกุล DNA คำกล่าวที่ว่า “สิ่งมีชีวิตทั้งปวงล้วนมาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น” หมายความว่าชีวิตเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว และตั้งแต่นั้นมามีเพียงสิ่งมีชีวิตเท่านั้นที่ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิต ในระดับโมเลกุล การสืบพันธุ์ด้วยตนเองเกิดขึ้นบนพื้นฐานของการสังเคราะห์ DNA ของเทมเพลต ซึ่งตั้งโปรแกรมการสังเคราะห์โปรตีนที่กำหนดความจำเพาะของสิ่งมีชีวิต ในระดับอื่นๆ มีคุณลักษณะพิเศษด้วยรูปแบบและกลไกที่หลากหลายเป็นพิเศษ จนถึงการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ชนิดพิเศษ (ชายและหญิง) ความสำคัญที่สำคัญที่สุดของการสืบพันธุ์ด้วยตนเองคือการสนับสนุนการดำรงอยู่ของสายพันธุ์และกำหนดความจำเพาะของรูปแบบทางชีวภาพของการเคลื่อนไหวของสสาร
ความเฉพาะเจาะจงขององค์กร. มันเป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตใด ๆ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันมีรูปร่างและขนาดที่แน่นอน หน่วยขององค์กร (โครงสร้างและหน้าที่) คือเซลล์ ในทางกลับกัน เซลล์จะถูกจัดเป็นเนื้อเยื่อโดยเฉพาะ ส่วนหลังเป็นอวัยวะ และอวัยวะเป็นระบบอวัยวะ สิ่งมีชีวิตไม่ได้ "กระจัดกระจาย" แบบสุ่มในอวกาศ มีการจัดระเบียบโดยเฉพาะในประชากร และประชากรได้รับการจัดระเบียบโดยเฉพาะใน biocenose หลังร่วมกับปัจจัยที่ไม่มีชีวิตก่อให้เกิด biogeocenoses (ระบบนิเวศ) ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของชีวมณฑล
ความเป็นระเบียบเรียบร้อยของโครงสร้าง. สิ่งมีชีวิตมีลักษณะเฉพาะไม่เพียงแต่จากความซับซ้อนของสารประกอบเคมีที่ใช้สร้างขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเรียงลำดับของพวกมันในระดับโมเลกุลด้วย ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของโครงสร้างโมเลกุลและซูปราโมเลกุล การสร้างลำดับจากการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลถือเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิตซึ่งแสดงออกมาในระดับโมเลกุล ความเป็นระเบียบเรียบร้อยในอวกาศมาพร้อมกับความเป็นระเบียบเรียบร้อยของเวลา ซึ่งแตกต่างจากวัตถุไม่มีชีวิตความเป็นระเบียบเรียบร้อยของโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นเนื่องจากสภาพแวดล้อมภายนอก ในขณะเดียวกัน ระดับของระเบียบในสภาพแวดล้อมก็ลดลง
ความสมบูรณ์ (ความต่อเนื่อง) และความไม่ต่อเนื่อง (ความไม่ต่อเนื่อง)ชีวิตเป็นแบบองค์รวมและในเวลาเดียวกันก็แยกจากกันทั้งในด้านโครงสร้างและหน้าที่ ตัวอย่างเช่น สารตั้งต้นของชีวิตเป็นส่วนสำคัญ เนื่องจากมีนิวคลีโอโปรตีนเป็นตัวแทน แต่ในขณะเดียวกันก็แยกจากกัน เพราะมันประกอบด้วยกรดนิวคลีอิกและโปรตีน กรดนิวคลีอิกและโปรตีนเป็นสารประกอบอินทิกรัล แต่ก็แยกจากกันเช่นกัน ซึ่งประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์และกรดอะมิโน (ตามลำดับ) การจำลองโมเลกุล DNA เป็นกระบวนการต่อเนื่อง แต่ไม่ต่อเนื่องกันในอวกาศและเวลา เนื่องจากมีโครงสร้างทางพันธุกรรมและเอนไซม์ต่างๆ เข้ามามีส่วนร่วม กระบวนการส่งข้อมูลทางพันธุกรรมนั้นต่อเนื่องเช่นกัน แต่ก็ไม่ต่อเนื่องเนื่องจากประกอบด้วยการถอดความและการแปลซึ่งเนื่องจากความแตกต่างหลายประการในตัวเองจึงกำหนดความไม่ต่อเนื่องของการนำข้อมูลทางพันธุกรรมไปใช้ในอวกาศและเวลา ไมโทซีสของเซลล์ยังเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและในเวลาเดียวกันก็ถูกขัดจังหวะ สิ่งมีชีวิตใดก็ตามเป็นระบบที่บูรณาการ แต่ประกอบด้วยหน่วยเซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ และระบบอวัยวะที่แยกจากกัน โลกอินทรีย์ก็เป็นส่วนสำคัญเช่นกัน เนื่องจากการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบางชนิดขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ แต่ในขณะเดียวกัน มันก็แยกจากกันซึ่งประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด
การเจริญเติบโตและการพัฒนาการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นจากการเพิ่มมวลของสิ่งมีชีวิตเนื่องจากการเพิ่มขนาดและจำนวนเซลล์ มันมาพร้อมกับการพัฒนาซึ่งแสดงออกในการสร้างความแตกต่างของเซลล์ความซับซ้อนของโครงสร้างและหน้าที่ ในระหว่างกระบวนการสร้างยีน ลักษณะจะเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของจีโนไทป์และสิ่งแวดล้อม Phylogenesis มาพร้อมกับการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายขนาดมหึมาและความได้เปรียบทางอินทรีย์ กระบวนการเจริญเติบโตและการพัฒนาขึ้นอยู่กับการควบคุมทางพันธุกรรมและการควบคุมระบบประสาทและกระดูก
การเผาผลาญและพลังงาน. คุณสมบัตินี้ช่วยให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอ สภาพแวดล้อมภายในสิ่งมีชีวิตและความเชื่อมโยงของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมซึ่งเป็นเงื่อนไขในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต เซลล์ที่มีชีวิตได้รับ (ดูดซับ) พลังงานจากสิ่งแวดล้อมภายนอกในรูปของพลังงานแสง ต่อจากนั้นพลังงานเคมีจะถูกแปลงเป็นเซลล์เพื่อทำหน้าที่หลายอย่าง โดยเฉพาะการทำงานด้านเคมีในกระบวนการสังเคราะห์ส่วนประกอบโครงสร้างของเซลล์ งานออสโมซิส รับรองการลำเลียงสารต่างๆ
วางแผน
1. แก่นแท้และสารตั้งต้นของชีวิต
2. คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต
3. ระดับของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต
4. ประเภทขององค์กรเซลลูล่าร์
แก่นแท้และรากฐานของชีวิต
สิ่งมีชีวิตทั้งหมดมาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น และทุกองค์กรที่อยู่ในสิ่งมีชีวิตก็เกิดขึ้นจากองค์กรอื่นที่คล้ายคลึงกันเท่านั้น
แก่นแท้ของชีวิตอยู่ที่การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง ซึ่งขึ้นอยู่กับการประสานงานของปรากฏการณ์ทางกายภาพและเคมี และมั่นใจได้ด้วยการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมจากรุ่นสู่รุ่น ข้อมูลนี้เองที่ช่วยให้มั่นใจในการสืบพันธุ์และการควบคุมตนเองของสิ่งมีชีวิต
ชีวิต- นี่เป็นรูปแบบพิเศษของการดำรงอยู่ของสสารที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์ในเชิงคุณภาพ ปรากฏการณ์แห่งชีวิตเป็นตัวแทนของการเคลื่อนไหวของสสารรูปแบบหนึ่ง ซึ่งสูงกว่ารูปแบบทางกายภาพและเคมีของการดำรงอยู่ของมัน
ระบุแนวคิด:
สด
ตาย
ไม่มีชีวิต
สดทำจากองค์ประกอบทางเคมีเช่นเดียวกับ ไม่มีชีวิต(ออกซิเจน ไฮโดรเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส โซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม และธาตุอื่นๆ) พบได้ในเซลล์ในรูปของสารประกอบอินทรีย์ อย่างไรก็ตาม การจัดโครงสร้างและรูปแบบการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตมีลักษณะเฉพาะที่ทำให้สิ่งมีชีวิตแตกต่างจากวัตถุที่ไม่มีชีวิต
รากฐานแห่งชีวิตเป็นนิวคลีโอโปรตีน พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมของเซลล์สัตว์และพืช โครมาติน (โครโมโซม) และไรโบโซมถูกสร้างขึ้นจากพวกมัน พบได้ทั่วโลกตั้งแต่ไวรัสไปจนถึงมนุษย์ ระบบสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีนิวคลีโอโปรตีน นิวคลีโอโปรตีนเป็นสารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิตก็ต่อเมื่อพวกมันอยู่ในเซลล์ ทำงานและโต้ตอบอยู่ที่นั่นเท่านั้น ภายนอกเซลล์ (หลังจากถูกปล่อยออกจากเซลล์) พวกมันเป็นสารประกอบทางเคมีทั่วไป
ดังนั้นชีวิตจึงเป็นหน้าที่ของอันตรกิริยาของกรดนิวคลีอิกและโปรตีนเป็นหลัก และสิ่งมีชีวิตก็คือสิ่งที่มีระบบโมเลกุลที่จำลองตัวเองได้เองในรูปแบบของกลไกในการสร้างกรดนิวคลีอิกและโปรตีน
ตาย- ชุดของสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ครั้งหนึ่งซึ่งสูญเสียกลไกในการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิกและโปรตีนเช่นความสามารถในการสืบพันธุ์ระดับโมเลกุล ตัวอย่างเช่น “คนตาย” คือหินปูนที่เกิดจากซากสิ่งมีชีวิตที่ครั้งหนึ่งเคยมีชีวิต
สิ่งไม่มีชีวิตเป็นส่วนหนึ่งของสสารที่มีต้นกำเนิดจากอนินทรีย์ (ไม่มีชีวิต) และไม่มีการเชื่อมโยงในรูปแบบและโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิตแต่อย่างใด ตัวอย่างเช่น “สิ่งไม่มีชีวิต” คือหินปูนที่เกิดจากแหล่งสะสมของหินปูนอนินทรีย์ภูเขาไฟ สิ่งไม่มีชีวิตซึ่งแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตไม่สามารถรักษาโครงสร้างโครงสร้างและใช้พลังงานภายนอกเพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ได้
ทั้งสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุลที่แต่เดิมไม่มีชีวิต อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตแตกต่างจากสิ่งไม่มีชีวิตอย่างมาก สาเหตุของความแตกต่างอย่างลึกซึ้งนี้ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตและเรียกว่าโมเลกุลที่มีอยู่ในระบบสิ่งมีชีวิต สารชีวโมเลกุล
คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต
สิ่งมีชีวิตมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติหลายประการที่เมื่อรวมกันแล้ว "ทำให้" สิ่งมีชีวิตมีชีวิต
การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง
ความเฉพาะเจาะจงขององค์กร
ความเป็นระเบียบเรียบร้อยของโครงสร้าง
ความซื่อสัตย์และความรอบคอบ
การเจริญเติบโตและการพัฒนา กระบวนการเผาผลาญและพลังงาน
พันธุกรรมและความแปรปรวน
ความหงุดหงิด
การเคลื่อนไหว กฎระเบียบภายใน
ความจำเพาะของความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม
การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง (การสืบพันธุ์).
ถูกทำซ้ำในรุ่นนับไม่ถ้วน และข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับการสืบพันธุ์ด้วยตนเองถูกเข้ารหัสในโมเลกุลดีเอ็นเอ
คำกล่าวที่ว่า “สิ่งมีชีวิตทั้งปวงล้วนมาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น” หมายความว่าชีวิตเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว และตั้งแต่นั้นมามีเพียงสิ่งมีชีวิตเท่านั้นที่ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิต
ในระดับโมเลกุล การสืบพันธุ์ด้วยตนเองเกิดขึ้นบนพื้นฐานของการสังเคราะห์ DNA ของเทมเพลต ซึ่งตั้งโปรแกรมการสังเคราะห์โปรตีนที่กำหนดความจำเพาะของสิ่งมีชีวิต ในระดับอื่นๆ มีคุณลักษณะพิเศษด้วยรูปแบบและกลไกที่หลากหลายเป็นพิเศษ จนถึงการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ชนิดพิเศษ (ชายและหญิง) ความสำคัญที่สำคัญที่สุดของการสืบพันธุ์ด้วยตนเองคือการสนับสนุนการดำรงอยู่ของสายพันธุ์และกำหนดความจำเพาะของรูปแบบทางชีวภาพของการเคลื่อนไหวของสสาร
ความเฉพาะเจาะจงขององค์กร. หน่วยขององค์กร (โครงสร้างและหน้าที่) คือเซลล์ ในทางกลับกัน เซลล์จะถูกจัดเป็นเนื้อเยื่อโดยเฉพาะ ส่วนหลังเป็นอวัยวะ และอวัยวะเป็นระบบอวัยวะ สิ่งมีชีวิตได้รับการจัดกลุ่มโดยเฉพาะเป็นประชากร และจัดกลุ่มประชากรเป็น biocenoses หลังร่วมกับปัจจัยที่ไม่มีชีวิตก่อให้เกิด biogeocenoses (ระบบนิเวศ) ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของชีวมณฑล
ความเป็นระเบียบเรียบร้อยของโครงสร้าง. แสดงออกในการก่อตัวของโครงสร้างโมเลกุลและซูปราโมเลกุล
ความเป็นระเบียบเรียบร้อยในอวกาศมาพร้อมกับความเป็นระเบียบเรียบร้อยของเวลา ซึ่งแตกต่างจากวัตถุไม่มีชีวิตความเป็นระเบียบเรียบร้อยของโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นเนื่องจากสภาพแวดล้อมภายนอก ในขณะเดียวกัน ระดับของระเบียบในสภาพแวดล้อมก็ลดลง
ความสมบูรณ์ (ความต่อเนื่อง) และความไม่ต่อเนื่อง (ความไม่ต่อเนื่อง)
ชีวิตเป็นแบบองค์รวมและในเวลาเดียวกันก็แยกจากกันทั้งในด้านโครงสร้างและหน้าที่
ตัวอย่างเช่น:
สารตั้งต้นของชีวิตเป็นส่วนสำคัญเนื่องจากมันถูกแทนด้วยนิวคลีโอโปรตีน แต่ในขณะเดียวกันก็แยกจากกันเนื่องจากประกอบด้วยกรดนิวคลีอิกและโปรตีน (ตามลำดับ)
การจำลองโมเลกุล DNA เป็นกระบวนการต่อเนื่อง แต่ไม่ต่อเนื่องกันในอวกาศและเวลา เนื่องจากมีโครงสร้างทางพันธุกรรมและเอนไซม์ต่างๆ เข้ามามีส่วนร่วม
ร่างกายเป็นระบบบูรณาการ แต่ประกอบด้วยหน่วยที่แยกจากกัน ได้แก่ เซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ ระบบอวัยวะ
โลกอินทรีย์ก็เป็นส่วนสำคัญเช่นกัน เนื่องจากการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบางชนิดขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตอื่น แต่ในขณะเดียวกัน มันก็แยกจากกัน ซึ่งประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด
การเจริญเติบโตและการพัฒนา
การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นจากการเพิ่มมวลของสิ่งมีชีวิตเนื่องจากการเพิ่มขนาดและจำนวนเซลล์ มันมาพร้อมกับการพัฒนาซึ่งแสดงออกในการสร้างความแตกต่างของเซลล์ความซับซ้อนของโครงสร้างและหน้าที่ ในระหว่างกระบวนการสร้างยีน ลักษณะจะเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของจีโนไทป์และสิ่งแวดล้อม
Phylogenesis มาพร้อมกับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายและความได้เปรียบทางอินทรีย์
การเผาผลาญและพลังงาน.
ด้วยคุณสมบัตินี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความคงตัวของสภาพแวดล้อมภายในของสิ่งมีชีวิตและความเชื่อมโยงของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมซึ่งเป็นเงื่อนไขในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต
เซลล์ที่มีชีวิตได้รับพลังงานจากสภาพแวดล้อมภายนอกในรูปของพลังงานแสง ต่อจากนั้นพลังงานเคมีจะถูกแปลงเป็นเซลล์เพื่อทำหน้าที่หลายอย่าง
ระหว่างการดูดซึม (แอแนบอลิซึม) และการสลายตัว (แคทาบอลิซึม) มีเอกภาพวิภาษวิธีซึ่งแสดงออกในความต่อเนื่องและการตอบแทนซึ่งกันและกัน
พลังงานศักย์ของคาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีนที่เซลล์ดูดซึมจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์และความร้อนเมื่อสารประกอบเหล่านี้ถูกแปลง ลักษณะเด่นของเซลล์คือประกอบด้วยเอนไซม์
ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต พลังงานที่ได้รับจากสภาพแวดล้อมภายนอกจะถูกจัดเก็บในรูปของ ATP
พันธุกรรมและความแปรปรวน. การถ่ายทอดทางพันธุกรรมทำให้แน่ใจถึงความต่อเนื่องทางวัตถุระหว่างพ่อแม่และลูกหลาน ระหว่างรุ่นของสิ่งมีชีวิต ซึ่งในทางกลับกันจะรับประกันความต่อเนื่องและความยั่งยืนของชีวิต พื้นฐานของความต่อเนื่องทางวัตถุข้ามรุ่นและความต่อเนื่องของชีวิตคือการถ่ายโอนจากพ่อแม่สู่ลูกหลานของยีน ใน DNA ซึ่งมีการเข้ารหัสข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับโครงสร้างและคุณสมบัติของโปรตีน คุณลักษณะเฉพาะของข้อมูลทางพันธุกรรมคือความเสถียรสูงสุด
ความแปรปรวนสัมพันธ์กับการปรากฏตัวในสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมและถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางพันธุกรรม พันธุกรรมและความแปรปรวนทำให้เกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต
ความหงุดหงิดปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตต่อสิ่งเร้าภายนอกคือการสำแดงลักษณะการสะท้อนของสิ่งมีชีวิต
ปัจจัยที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาในร่างกายหรืออวัยวะเรียกว่าสารระคายเคือง (แสง อุณหภูมิ เสียง กระแสไฟฟ้า อิทธิพลทางกล สารอาหาร ก๊าซ สารพิษ ฯลฯ)
ในสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีระบบประสาท (โปรโตซัวและพืช) ความหงุดหงิดจะแสดงออกมาในรูปแบบของเขตร้อน แท็กซี่ และสิ่งที่น่ารังเกียจ
ในสิ่งมีชีวิตที่มีระบบประสาท ความหงุดหงิดจะแสดงออกมาในรูปแบบของกิจกรรมสะท้อนกลับ สัตว์ก็มีการรับรู้ นอกโลกดำเนินการผ่านระบบการส่งสัญญาณระบบแรก ในขณะที่มนุษย์ ในกระบวนการพัฒนาทางประวัติศาสตร์ ระบบการส่งสัญญาณระบบที่สองก็ถูกสร้างขึ้นเช่นกัน ด้วยความหงุดหงิดทำให้สิ่งมีชีวิตมีความสมดุลกับสิ่งแวดล้อม โดยการเลือกตอบสนองต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม สิ่งมีชีวิตจะ "ชี้แจง" ความสัมพันธ์ของพวกเขากับสิ่งแวดล้อม ส่งผลให้เกิดความเป็นเอกภาพของสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิต
ความเคลื่อนไหว. สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีความสามารถในการเคลื่อนไหว สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวจำนวนมากเคลื่อนที่โดยใช้ออร์แกเนลล์พิเศษ เซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (เม็ดเลือดขาว, เซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่เคลื่อนที่ ฯลฯ ) รวมถึงออร์แกเนลล์ของเซลล์บางชนิดก็สามารถเคลื่อนไหวได้เช่นกัน การตอบสนองของมอเตอร์มีความสมบูรณ์แบบในการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อของสิ่งมีชีวิตในสัตว์หลายเซลล์ซึ่งประกอบด้วยการหดตัวของกล้ามเนื้อ
กฎระเบียบภายในกระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์อยู่ภายใต้การควบคุม ในระดับโมเลกุล กลไกการควบคุมมีอยู่ในรูปแบบของปฏิกิริยาเคมีย้อนกลับ ซึ่งขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์ ทำให้มั่นใจได้ว่ากระบวนการควบคุมมีความปิดตามรูปแบบการสังเคราะห์-การสลายตัว-การสังเคราะห์ใหม่ การสังเคราะห์โปรตีน รวมถึงเอนไซม์ ได้รับการควบคุมผ่านกลไกของการปราบปราม การเหนี่ยวนำ และการควบคุมเชิงบวก ในทางตรงกันข้าม การควบคุมกิจกรรมของเอนไซม์นั้นเกิดขึ้นตามหลักการป้อนกลับซึ่งประกอบด้วยการยับยั้งโดยผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย กฎข้อบังคับโดยการดัดแปลงทางเคมีของเอนไซม์เป็นที่รู้จักกันเช่นกัน ฮอร์โมนที่ให้การควบคุมสารเคมีมีส่วนร่วมในการควบคุมการทำงานของเซลล์
ความเสียหายใดๆ ต่อโมเลกุล DNA ที่เกิดจากปัจจัยทางกายภาพหรือทางเคมีสามารถซ่อมแซมได้ด้วยกลไกของเอนไซม์หนึ่งกลไกหรือมากกว่านั้น ซึ่งก็คือการควบคุมตนเอง มั่นใจได้จากการกระทำของยีนควบคุม และในทางกลับกัน ก็ทำให้มั่นใจในความเสถียรของสารพันธุกรรมและข้อมูลทางพันธุกรรมที่เข้ารหัสในนั้น
ความจำเพาะของความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมบางอย่างซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานอิสระและวัสดุก่อสร้างสำหรับพวกมัน
ภายใน แนวคิดทางอุณหพลศาสตร์ระบบสิ่งมีชีวิตแต่ละระบบ (สิ่งมีชีวิต) คือระบบ "เปิด" ที่ช่วยให้เกิดการแลกเปลี่ยนพลังงานและสสารร่วมกันในสภาพแวดล้อมที่มีสิ่งมีชีวิตอื่นอยู่และปัจจัยที่ไม่มีชีวิตทำงาน ด้วยเหตุนี้ สิ่งมีชีวิตไม่เพียงแต่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสภาพแวดล้อมที่พวกมันได้รับทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับชีวิตด้วย สิ่งมีชีวิตอาจค้นหาสภาพแวดล้อมของตนหรือปรับตัว (ปรับตัว) ให้เข้ากับสภาพแวดล้อมนั้น
รูปแบบของปฏิกิริยาปรับตัว คือสภาวะสมดุลทางสรีรวิทยา (ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการทนต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม) และสภาวะสมดุลของพัฒนาการ (ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการเปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาของแต่ละบุคคลในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติอื่น ๆ ทั้งหมดไว้) ปฏิกิริยาปรับตัวถูกกำหนดโดยบรรทัดฐานของปฏิกิริยา ซึ่งถูกกำหนดทางพันธุกรรมและมีขอบเขตของตัวเอง
มีความเป็นเอกภาพระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต ซึ่งประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตขึ้นอยู่กับสิ่งแวดล้อม และสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไปอันเป็นผลจากกิจกรรมสำคัญของสิ่งมีชีวิต ผลลัพธ์ของกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตคือการเกิดขึ้นของบรรยากาศที่มีออกซิเจนอิสระและดินปกคลุมโลก, การก่อตัวของถ่านหิน, พีท, น้ำมัน ฯลฯ
คุณสมบัติที่ระบุไว้ข้างต้นมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตเท่านั้น คุณสมบัติบางอย่างเหล่านี้ยังถูกค้นพบเมื่อตรวจร่างกายด้วย ธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตอย่างไรก็ตามในช่วงหลังจะมีลักษณะที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง
ตัวอย่างเช่น:
ผลึกในสารละลายเกลืออิ่มตัวสามารถ "เติบโต" ได้ อย่างไรก็ตามการเติบโตนี้ไม่มีลักษณะเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณที่มีอยู่ในการเติบโตของสิ่งมีชีวิต
มีเอกภาพวิภาษวิธีระหว่างคุณสมบัติที่กำหนดลักษณะของสิ่งมีชีวิต ซึ่งปรากฏให้เห็นในเวลาและสถานที่ทั่วโลกอินทรีย์ทั้งหมด ในทุกระดับขององค์กร
ระดับของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต
ปัจจุบันมีการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิตหลายระดับ
โมเลกุล
ระบบสิ่งมีชีวิตใดๆ ก็ตามจะแสดงออกมาในระดับการทำงานของโพลีเมอร์ชีวภาพที่สร้างจากโมโนเมอร์ จากระดับนี้ กระบวนการที่สำคัญที่สุดในชีวิตของร่างกายเริ่มต้นขึ้น: เมแทบอลิซึมและการแปลงพลังงาน การส่งข้อมูลทางพันธุกรรม ฯลฯ
มีอยู่ โพลีเมอร์ชีวภาพสามประเภท:
โพลีแซ็กคาไรด์ (โมโนเมอร์ – โมโนแซ็กคาไรด์)
โปรตีน (โมโนเมอร์ - กรดอะมิโน)
กรดนิวคลีอิก (โมโนเมอร์ - นิวคลีโอไทด์)
ไขมันก็เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญไม่น้อยสำหรับร่างกาย
เซลล์
เซลล์เป็นหน่วยโครงสร้างและหน้าที่ของสิ่งมีชีวิต เป็นระบบสิ่งมีชีวิตที่ควบคุมตนเองและสืบพันธุ์ได้เอง ไม่มีสิ่งมีชีวิตชนิดไม่มีเซลล์ที่มีชีวิตอิสระบนโลก
ผ้า.
เนื้อเยื่อคือกลุ่มของเซลล์ที่มีโครงสร้างคล้ายกันและสารระหว่างเซลล์ ซึ่งรวมกันเป็นหนึ่งเดียวโดยหน้าที่ทั่วไป
อวัยวะ
อวัยวะคือการเชื่อมโยงเชิงโครงสร้างและหน้าที่ของเนื้อเยื่อหลายประเภท ตัวอย่างเช่น ผิวหนังของมนุษย์ในฐานะอวัยวะประกอบด้วยเยื่อบุผิวและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ซึ่งร่วมกันทำหน้าที่หลายประการ โดยที่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการปกป้อง เช่น ฟังก์ชั่นการกำหนดขอบเขตสภาพแวดล้อมภายในของร่างกายจากสิ่งแวดล้อม
โดยธรรมชาติ.
สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เป็นระบบสำคัญของอวัยวะที่เชี่ยวชาญในการทำหน้าที่ต่างๆ
ประชากร-สายพันธุ์
การรวมตัวของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันรวมกัน ธรรมดาที่อยู่อาศัยสร้างประชากรเป็นระบบระเบียบเหนือสิ่งมีชีวิต ในระบบนี้ จะทำการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการที่ง่ายที่สุด
ชีวจีโอซีโนติก
Biogeocenosis เป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตจากสายพันธุ์และปัจจัยต่าง ๆ ของถิ่นที่อยู่ของพวกมัน ซึ่งรวมเข้าด้วยกันโดยการเผาผลาญและพลังงานให้กลายเป็นสิ่งที่ซับซ้อนทางธรรมชาติเพียงแห่งเดียว
ชีวมณฑล.
ชีวมณฑล-ระบบ การสั่งซื้อสินค้าที่สูงขึ้นครอบคลุมทุกปรากฏการณ์แห่งสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา ในระดับนี้การไหลเวียนของสารและการเปลี่ยนแปลงของพลังงานเกิดขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อาศัยอยู่บนโลก
เซลล์เป็นโครงสร้างที่แยกได้และเล็กที่สุด ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติของชีวิตทั้งชุด และสามารถรักษาคุณสมบัติเหล่านี้ไว้ในตัวมันเองได้ และสามารถถ่ายทอดคุณสมบัติเหล่านี้ไปหลายชั่วอายุคนได้ภายใต้สภาพแวดล้อมที่เหมาะสม
เซลล์เป็นพื้นฐาน โครงสร้างชีวิตและ การพัฒนาสิ่งมีชีวิตทุกชนิด - เซลล์เดียว หลายเซลล์ และแม้กระทั่งไม่ใช่เซลล์
ในธรรมชาติก็มีบทบาท หน่วยโครงสร้างเบื้องต้น หน้าที่ และพันธุกรรม
ด้วยกลไกที่ฝังอยู่ในนั้น เซลล์จึงรับประกันการเผาผลาญ การใช้ข้อมูลทางชีวภาพ การสืบพันธุ์ คุณสมบัติของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมและความแปรปรวน ดังนั้นจึงกำหนดคุณสมบัติของความสามัคคีและความหลากหลายที่มีอยู่ในโลกอินทรีย์
สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมบางอย่างซึ่งสำหรับพวกมันทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานอิสระและ วัสดุก่อสร้าง. ภายในกรอบของแนวคิดทางอุณหพลศาสตร์ แต่ละระบบสิ่งมีชีวิต (สิ่งมีชีวิต) คือระบบ "เปิด" ที่ช่วยให้เกิดการแลกเปลี่ยนพลังงานและสสารร่วมกันในสภาพแวดล้อมที่มีสิ่งมีชีวิตอื่นอยู่และปัจจัยที่ไม่มีชีวิตทำงาน ด้วยเหตุนี้ สิ่งมีชีวิตไม่เพียงแต่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสภาพแวดล้อมที่พวกมันได้รับทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับชีวิตด้วย สิ่งมีชีวิตอาจค้นหาสภาพแวดล้อมของตนหรือปรับตัว (ปรับตัว) ให้เข้ากับสภาพแวดล้อมนั้น รูปแบบของปฏิกิริยาการปรับตัว ได้แก่ สภาวะสมดุลทางสรีรวิทยา (ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการทนต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม) และสภาวะสมดุลของพัฒนาการ (ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการเปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาแต่ละอย่างในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติอื่น ๆ ทั้งหมดไว้) ปฏิกิริยาปรับตัวถูกกำหนดโดยบรรทัดฐานของปฏิกิริยา ซึ่งถูกกำหนดทางพันธุกรรมและมีขอบเขตของตัวเอง มีความเป็นเอกภาพระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต ซึ่งประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตขึ้นอยู่กับสิ่งแวดล้อม และสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไปอันเป็นผลจากกิจกรรมสำคัญของสิ่งมีชีวิต ผลของกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตคือการเกิดขึ้นของชั้นบรรยากาศที่มีออกซิเจนอิสระและชั้นดินปกคลุมโลกการก่อตัว ถ่านหิน, พีท, น้ำมัน ฯลฯ
เมื่อสรุปข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต เราสามารถสรุปได้ว่าเซลล์เป็นระบบไอโซเทอร์มอลแบบเปิดที่มีความสามารถในการประกอบตัวเอง การควบคุมภายใน และการสืบพันธุ์ได้เอง ในระบบเหล่านี้ ปฏิกิริยาการสังเคราะห์และการสลายหลายอย่างเกิดขึ้น โดยเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ที่สังเคราะห์ภายในเซลล์เอง
คุณสมบัติที่ระบุไว้ข้างต้นมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตเท่านั้น คุณสมบัติเหล่านี้บางส่วนยังถูกค้นพบในการศึกษาร่างกายที่ไม่มีชีวิต แต่อย่างหลังนั้นมีลักษณะที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น ผลึกในสารละลายเกลืออิ่มตัวสามารถ "เติบโต" ได้ อย่างไรก็ตามการเติบโตนี้ไม่มีลักษณะเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณที่มีอยู่ในการเติบโตของสิ่งมีชีวิต มีความเป็นเอกภาพของวิภาษวิธีระหว่างคุณสมบัติที่กำหนดลักษณะของสิ่งมีชีวิต ซึ่งปรากฏให้เห็นในเวลาและสถานที่ทั่วโลกอินทรีย์ทั้งหมด ในทุกระดับของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต
ระดับการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต
การจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นระดับโมเลกุล เซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ สิ่งมีชีวิต ประชากร สปีชีส์ ระดับ biocenotic และระดับโลก (ชีวมณฑล) ในทุกระดับเหล่านี้คุณสมบัติทั้งหมดที่เป็นลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตจะแสดงออกมา แต่ละระดับเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยคุณลักษณะที่มีอยู่ในระดับอื่น ๆ แต่แต่ละระดับจะมีคุณสมบัติเฉพาะของตัวเอง
ระดับโมเลกุล. ระดับนี้อยู่ลึกลงไปในการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต และแสดงด้วยโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และสเตียรอยด์ที่พบในเซลล์ และดังที่ได้กล่าวไว้แล้ว เรียกว่าโมเลกุลทางชีววิทยา
ขนาดของโมเลกุลทางชีววิทยานั้นมีความหลากหลายค่อนข้างมากซึ่งถูกกำหนดโดยพื้นที่ที่พวกมันครอบครองในสิ่งมีชีวิต โมเลกุลทางชีววิทยาที่เล็กที่สุดคือนิวคลีโอไทด์ กรดอะมิโน และน้ำตาล ในทางตรงกันข้าม โมเลกุลโปรตีนมีลักษณะที่ใหญ่กว่าอย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่น เส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลฮีโมโกลบินของมนุษย์คือ 6.5 นาโนเมตร
โมเลกุลทางชีวภาพถูกสังเคราะห์จากสารตั้งต้นที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ได้แก่ คาร์บอนมอนอกไซด์ น้ำ และ ไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศและซึ่งในกระบวนการเมแทบอลิซึมจะถูกเปลี่ยนผ่านสารประกอบระดับกลางที่เพิ่มน้ำหนักโมเลกุล (หน่วยการสร้าง) ให้กลายเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยาที่มีน้ำหนักโมเลกุลขนาดใหญ่ ในระดับนี้ กระบวนการชีวิตที่สำคัญที่สุดเริ่มต้นและดำเนินการ (การเข้ารหัสและการส่งผ่านของ ข้อมูลทางพันธุกรรม การหายใจ เมแทบอลิซึมและพลังงาน ความแปรปรวน ฯลฯ )
ความจำเพาะทางเคมีฟิสิกส์ของระดับนี้คือองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วย จำนวนมากองค์ประกอบทางเคมี แต่องค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตแสดงด้วยคาร์บอน ออกซิเจน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน โมเลกุลถูกสร้างขึ้นจากกลุ่มของอะตอม และจากสารประกอบทางเคมีที่ซับซ้อนอย่างหลังนั้นถูกสร้างขึ้นซึ่งมีโครงสร้างและหน้าที่ต่างกัน สารประกอบเหล่านี้ส่วนใหญ่ในเซลล์จะแสดงด้วยกรดนิวคลีอิกและโปรตีนซึ่งโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งเป็นโพลีเมอร์สังเคราะห์อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของโมโนเมอร์และส่วนหลังจะรวมกันในลำดับที่แน่นอน นอกจากนี้ โมโนเมอร์ของโมเลกุลขนาดใหญ่ภายในสารประกอบเดียวกันมีกลุ่มสารเคมีเหมือนกันและเชื่อมต่อกันผ่านพันธะเคมีระหว่างอะตอมของส่วน (ส่วน) ที่ไม่เฉพาะเจาะจง
โมเลกุลขนาดใหญ่ทั้งหมดนั้นเป็นสากลเพราะมันถูกสร้างขึ้นตามแผนเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงสายพันธุ์ของมัน เนื่องจากเป็นสากลจึงมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวในเวลาเดียวกันเพราะโครงสร้างของมันเลียนแบบไม่ได้ ตัวอย่างเช่น นิวคลีโอไทด์ของ DNA มีเบสไนโตรเจนหนึ่งเบสจากสี่เบสที่รู้จัก (อะดีนีน กวานีน ไซโตซีน และไทมีน) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่นิวคลีโอไทด์หรือลำดับใด ๆ ของนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุล DNA มีเอกลักษณ์เฉพาะในองค์ประกอบของมัน เช่นเดียวกับโครงสร้างทุติยภูมิ ของโมเลกุลดีเอ็นเอก็มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเช่นกัน โปรตีนส่วนใหญ่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 100-500 ตัว แต่ลำดับกรดอะมิโนในโมเลกุลโปรตีนมีความเฉพาะตัว ซึ่งทำให้พวกมันมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว
มารวมกันเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ ประเภทต่างๆสร้างโครงสร้างซูปราโมเลกุล ตัวอย่าง ได้แก่ นิวคลีโอโปรตีนซึ่งเป็นเชิงซ้อนของกรดนิวคลีอิกและโปรตีน ไลโปโปรตีน (คอมเพล็กซ์ของไขมันและโปรตีน) ไรโบโซม (คอมเพล็กซ์ของกรดนิวคลีอิกและโปรตีน) ในโครงสร้างเหล่านี้ สารเชิงซ้อนจะถูกจับแบบไม่มีโควาเลนต์ แต่การจับแบบไม่มีโควาเลนต์มีความเฉพาะเจาะจงมาก โมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีวภาพมีลักษณะเฉพาะด้วยการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องซึ่งมั่นใจได้ ปฏิกริยาเคมี, เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ ในปฏิกิริยาเหล่านี้ เอนไซม์จะเปลี่ยนสารตั้งต้นให้เป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาภายในระยะเวลาอันสั้นมาก ซึ่งอาจใช้เวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีหรือแม้แต่ไมโครวินาที ตัวอย่างเช่น เวลาที่ใช้ในการคลายเกลียว DNA แบบเกลียวคู่ก่อนที่จะจำลองแบบนั้นใช้เวลาเพียงไม่กี่ไมโครวินาทีเท่านั้น
ความจำเพาะทางชีววิทยาของระดับโมเลกุลถูกกำหนดโดยความจำเพาะเชิงการทำงานของโมเลกุลทางชีววิทยา ตัวอย่างเช่น ความจำเพาะของกรดนิวคลีอิกอยู่ที่ความจริงที่ว่ากรดนิวคลีอิกเข้ารหัสข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับการสังเคราะห์โปรตีน โมเลกุลทางชีววิทยาอื่น ๆ ไม่มีคุณสมบัตินี้
ความจำเพาะของโปรตีนถูกกำหนดโดยลำดับเฉพาะของกรดอะมิโนในโมเลกุล ลำดับนี้จะกำหนดคุณสมบัติทางชีวภาพเฉพาะของโปรตีนเพิ่มเติม เนื่องจากเป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของเซลล์ ตัวเร่งปฏิกิริยา และตัวควบคุมกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในเซลล์ คาร์โบไฮเดรตและไขมันเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญที่สุด ในขณะที่สเตียรอยด์ในรูปของฮอร์โมนสเตียรอยด์มีความสำคัญต่อการควบคุมกระบวนการเผาผลาญหลายอย่าง
ความจำเพาะของโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยายังถูกกำหนดโดยความจริงที่ว่ากระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพนั้นดำเนินการอันเป็นผลมาจากขั้นตอนการเผาผลาญเดียวกัน ยิ่งไปกว่านั้น การสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก กรดอะมิโน และโปรตีนทางชีวภาพดำเนินไปตามรูปแบบที่คล้ายกันในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด โดยไม่คำนึงถึงสายพันธุ์ ออกซิเดชันยังเป็นสากล กรดไขมันไกลโคไลซิสและปฏิกิริยาอื่นๆ ตัวอย่างเช่น ไกลโคไลซิสเกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิตทุกเซลล์ของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตทั้งหมด และเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของเอนไซม์ตามลำดับ 10 ปฏิกิริยา ซึ่งแต่ละปฏิกิริยาถูกเร่งด้วยเอนไซม์จำเพาะ สิ่งมีชีวิตยูคาริโอตแบบแอโรบิกทั้งหมดมี "เครื่องจักร" โมเลกุลในไมโตคอนเดรีย ซึ่งเกิดวัฏจักรเครบส์และปฏิกิริยาการปล่อยพลังงานอื่นๆ การกลายพันธุ์จำนวนมากเกิดขึ้นในระดับโมเลกุล การกลายพันธุ์เหล่านี้เปลี่ยนลำดับของฐานไนโตรเจนในโมเลกุล DNA