Тірі табиғаттағы үдеріс. Жаратылыстану, 5 сынып, дидактикалық материал.

 Жасуша – тірі ағзалардың бөліну қабілеттілігін сақтап, заттар мен энергия алмасуын қамтамасыз ететін ең кішкене бірлік өлшемі.

 Зат алмасу – ағзаның өсуін, дамуын, тіршілік әрекетін, қоршаған ортамен тұрақты қатынас жасалуын реттейтін барлық химиялық процестердің жиынтығы. Ол бір-біріне қарама қарсы (анаболизм) энергия қабылдап, реакция синтезі жүретін және бір-бірімен өзара байланысты (катабализм) реакция ыдырап энергия босап шығатын 2 процестен тұрады. Әрбір жасушадағы цитоплазма жаңа заттарды өзіне сіңіріп, оны түрлі химиялық өзгерістерге ұшыратады, жаңа цитоплазма түзеді. Ол нәруыз, май, көмірсулардың ірі молекулаларындағы потенциалдық энергияны жылу энергиясына айналдырып, үздіксіз өзгертіп отырады. Энергияның жұмсалуы тірі ағзалардың ерекшелігін білдіреді. Ағзалардың түріне байланысты цитоплазмадағы алмасу жылдам немесе керісінше баяу жүретінін байқауға болады.

 «Зат алмасу – ағзаның айналадағы ортамен қарым-қатынас жасауы, оның нәтижесінде, біріншіден ағза өз тіршілігіне қажетті заттар алады». Олар қандай заттар? Ағза айналадағы ортадан қорек, ауадан оттегін алады. «Қорек пен оттегі(ауа) ағзаны энергиямен қамтамасыз ететінін білесіңдер ме? Қоректегі энергия оттегінің әсерінен астың қорытылуы кезінде босап шығады да ағзаның үздіксіз жұмыс істеуіне жұмсалып жатады». Екіншіден, ағза өз денесінде түзіліп жатқан қалдық қажетсіз заттарды сыртқа – айналадағы ортаға шығарады, яғни ол заттардан тазарады. Міне, осылайша ағза мен сыртқы орта арасында зат алмасу жүріп жатады.

 Қозғалу – тірі ағзалардың бәріне (өсімдіктер, жануарлар) тән қасиет. Жануарлардың қозғалысы (жорғлау, жүгіру, ұшу, жүзу) көзге анық байқалса, өсімдіктерде, бір орынға бекініп тұратындықтан тіпті қозғалмайтындай көрінеді.

 Жасуша цитоплазмасының қозғалысы (ағыны) бүкіл ағзаны қозғалысқа келтіреді, яғни өсімдіктің қозғалысы жасушадан басталады. Ал тұқымның өнуі, жапырақтардың біртіндеп жазылуы, бүршіктердің, гүлдердің біртіндеп ашылуы, жарыққа қарай бағытталуы (күнбағыс, бөлме өсімдігінің жарық көп түсетін жағының ерекше өсуі, т.б.) мұртшалары арқылы қасындағысы екінші бір өсімдікке шырмалуы қозғалысты дәлелдейтін құбылыстар.

 Тітіркену қоршаған ортаның физикалық немесе химиялық өзгерістеріне, яғни тітіркендіргіштерге әсер етуі тірі ағзалардың ерекшелігін білдіреді. Мысалы, күн сәулесінің аз немесе көп түсуі, температура, қысым, топырақ, су, ауаның химиялық құрамының өзгеруі – осының бәрі тітіркендіргіштер. Өсімдік жасушасының тітіркенуі жануарлардағыдай айқын байқалмайды, дегенмен жарықтың әсерінен жасуша цитоплазмасының ағыны бірде баяулап, бірде жылдамдайды. Жәндіктермен қоректенетін өсімдіктер жапырақтарына қонған жәндіктерді сезіп, тітіркеніп жапырақ тақталары тез жабылып, жәндік ұсталып қалады.

 Өсу зат алмасу кезінде жай заттардың бір-бірімен қосылып күрделенуі зат түзуі немесе энергия жинауының нәтижесінде болады. Демек анаболизм процесінің нәтижесі, жеке жасушалар мөлшері мен саны ұлғаяды, жаңа мүшелер пайда болады. Жануарлардың өсуі шектеулі, белгілі бір мөлшерге жеткен соң өсуі тоқталады; ал өсімдіктер тіршілігін жойғанша өсуін тоқтатпайды. Оған себеп түзуші ұлпалардың болуы.

 Өсімдіктердің өсуі 3 кезеңнен тұрады: 1)эмбриональды өсу; 2)созылу кезеңі; 3)жіктелу кезеңі.

 Эмбриональды өсу – сабақ тамыр ұштарында болатын түзуші ұлпалардың жас жасушалары демалыссыз бөлініп көбеюі.

 Созылу кезеңінде жасушалардың мөлшері бірнеше жүздеген есе ұлғаяды.

 Жіктелу кезеңі сыртқы орта жағдайларымен тығыз байланысты. Әр түрлі жағдайдың әсерінен өсімдікте және оның жеке мүшелерінде анатомо-морфологиялық құрылымдар пайда болады. Мысалы, ылғалы аз жерде өсетін өсімдіктің жасушалары өте майда болғандықтан өсуі де баяулайды, ал жарық жетіспесе жасуша шектен тыс созылады да, өткізгіш, тірек ұлпалары баяу өсіп, жапырақтары кішкене күйінде қалады.

 Көбею – барлық тірі ағзаларға тән қасиет. Тіпті жоғары сатыдағы ағзаларды былай қойғанда көзге көрінбейтін микроағзалар ұрпақ қалдыру үшін екіге бөліну арқылы өте қарқынды көбейеді. Өсімдіктерде көбеюдің үш түрлі жолы бар: жынысты, жыныссыз, өспе мүшелері арқылы көбею.

 Бейімделу (адаптация) - өсімдіктер мен жануарлар қоршаған орта жағдайына бейімделе алғанда ғана түрлерін сақтап қалады, сондықтан олар түрлі өзгерістерге ұшырайды. Өсімдік түрлерінің жер бетінде таралуына кедергі болатындар – су, жарық, жылу, қорек, жыртқыштар, паразиттер, т.б. Осы кедергілерді жеңу үшін бейімделу қажет. Мысалы, су тапшылығына бейімделу үшін өсімдіктердің жапырақтары өте майда, тікенекті, түкті болуы, тамырларының топыраққа терең бойлауы (жердің төменгі қабатынан суды сіңіру үшін). Жыртқыштардан қорғану үшін – жағымсыз иісті, жапырақтар мен сабақтары тікенекті сояулы немесе қатты болуы, т.б.

Тірі зат құрылымының деңгейлері

Жердегі жасушалар, тірі организмдер және жалпы тіршілік өте күрделі жүйелер қатарында есептеледі. Бұл жүйеге сатылылық тән – бір жүйе басқаның құрамына (аса жоғары деңгейдегі жүйе) жүйе асты ретінде кіреді. Өте күрделі жоғары деңгейдегі жүйеде алдындағы деңгейде болмайтын жаңа қасиеттер пайда болады. Онымен қатар, әр дейгейдегі жүйенің өзіне тән түрлі мөлшері болады. Ол бірнеше нанометрден (ірі молекулалар, ұсақ тұрақты қосындылар) бірнеше мың километрге жетеді (ірі экожүйелер, барлық биосфера).

Тірі зат құрылымының бірнеше деңгейлерін ажыратады:

1. Молекулярлық. Қандай да болмасын тірі жүйе қалай да күрделі болғанымен биологиялық молекулалар қызметі дейгейінде: нуклеин қышқылдары, ақуыздар, полисахаридтер, онымен қатар маңызды органикалық заттар ретінде байқалады. Осы деңгейден бастап, организмнің маңызды тіршілік әрекеттері: заттектің алмасуы, қуаттың ауысуы, тұқымқуалаушылық ақпаратының берілуі және басқалар басталады.

2. Жасушалық. Жасуша – құрылымдық және қызметтік бірлік, онымен бірге Жерді мекендейтін барлық тірі организмдердің көбейіп, даму бірлігі. Жасушасыз тіршілік түр жоқ. Ал, вирустардың бары, оның тірі жүйе қасиетін тек жасушада атқаратынын дәлелдейді.

3. Ұлпалық. Ұлпа дегеніміз ұқсас жасушалар құрылысының жиынтығы, олар бірігіп, жалпы қызмет атқарады.

4. Ағзалық. Көптеген жануарлар ағзасы – бірнеше ұлпалар типтерінің құрылымдық-қызметтік бірлігі. Мысалы, адам терісі ағза ретінде эпителий және дәнекер ұлпаларынан тұрып, олар бірге бірталай қызметтер атқарады. Оның ішіндегі ең бастысына қорғаныш қызметі жатады.

5. Организмдік. Көпжасушалы организм тұтас ағзалар жүйесі болып келеді де, түрлі арнайы қызметтерді атқаруға арналған.

6. Популяциялық - түрлік. Бір түрдегі организмдер жиынтығы. Олар жалпы мекендейтін жеріне байланысты бірігіп, организмүсті сатысындағы популяцияны құрады. Бұл жүйеде қарапайым, элементарлық эволюциялық қайта құрудағылар іске асады.

7. Биогеоценотикалық. Биогеоценоз - әртүрлі организмдер түрлерінің, түрлі күрделі құрылымдар және мекендейтін ортадағы барлық факторлар жиынтығы.

8. Биосфералық. Биосфера – біздің ғаламшардағы, тіпті Жердегі барлық тіршілікті қосқандағы, тірі материяның ең жоғарғы құрылым деңгейі.

Тірі жүйенің күрделігі биологияның ғылым ретіндегі күрделігінен және оның бөлімдерінің көп түрлілігінен байқалады. Алдымен, тірі организмнің жеке топтарын зерделейтін арнайы ғылымдар салалары бар. Оларға зоология, микология, ботаника, протистология, бактериология, вирусология жатады. Адамның арнайы түрімен антропология шұғылданады. Аталғандардың өзі бірталай арнайы тарауларға бөлінеді. Мысалы, зоология энтомология, орнитология, ихтиология және басқаға, ботаника - бриология, альгология (кейінгі протистологияға да жатады).Басқа биологиялық ғылымдар негізінен айқындалған тірі құрылымдар деңгейімен байланыста болады. Молекулярлық деңгейді биохимия, молекулярлық биология, молекулалық генетика зерделейді. Өз әдістерімен (әсіресе зерделеу объектілері) бұларға вирусология ғылымы жақын тұрады. Бұл ғылымдарға жасушалық деңгейді зерделейтін - цитология (жасуша биологиясы), гистология, иммунология және басқалар тығыз байланысты.Организмдік деңгейді анатомия, физиология, эмбриология (жеке даму биологиясы) ғылымдары зерделейді. Бұл деңгеймен генетиканың (мысалы, даму генетикасы) көптеген тараулары тығыз байланысқан.Популяциялық - түрлік деңгейді популяциялық генетика және популяциялық экология зерделейді. Әрі, бұл деңгеймен эволюциялық биология шұғылданады, себебі бұл деңгейде микроэволюция процестері жүреді. Ол жүйелеу зерттеуінің объектісі саналады.Экожүйе деңгейі — экологияның көптеген тарауларының негізгі зерттеу объектілері. Бұл деңгейге кейінгі жылдары палеонтологтар араласып, қызығуда. Өйткені олар жеке түрлерге емес, бұрын болған геологиялық дәуірлердің экожүйесіне көңіл бөлуде. Қазіргі эволюциялық биологияның негізгі проблемасының бірі, ол экожүйенің эволюциялық ілімін әзірлеу.Кейбір ғылымдардың зерттеу объектілері организмдердің құрылым деңгейі немесе тобы емес, тек тірілердің қандай да бір қасиеттік құбылысы. Ондай ғылымдарға, мысалы, биоинформатика мен биофизиканы жатқызуға болады.Алғашқы қаралымда, биологиялық ғылымдар бір-бірінен күрт өзгеше, әрі оқшауланған. Мысалы, биохимия өз әдістерімен бейорганикалық химия, ал геоботаника — нағыз география. Қай жерде және қалай орнитолог пен вирусолог кездесіп, нені талқылай алады? Бұның бәрі, осы күнге дейін солай болған. Қазір биологиялық ғылымдардың өзара араласы күшейіп, биологиялық зерделеуде пән аралық амалдар қолданылуда. Сондықтан «экологиялық генетика» немесе «химиялық экология» сөз үйлесімдері жиі айтылуда. Метагеномика экожүйе құрамын зерделеуде нағыз жарылысты қамтамасыз етуде.