Организменный уровень жизни и вирусы

Выделяют следующие уровни организации жизни: молекулярный, клеточный, органно-тканевой (иногда их разделяют), организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Живая природа представляет собой систему, а различные уровни ее организации формируют ее сложное иерархическое строение, когда нижележащие более простые уровни определяют свойства вышележащих.

Так сложные органические молекулы входят в состав клеток и определяют их строение и жизнедеятельность. У многоклеточных организмов клетки организованы в ткани, несколько тканей образуют орган. Многоклеточный организм состоит из систем органов, с другой стороны, организм сам является элементарной единицей популяции и биологического вида. Сообщество представляется собой взаимодействующие популяции разных видов. Сообщество и окружающая среда формируют биогеоценоз (экосистему). Совокупность экосистем планеты Земля образует ее биосферу.

На каждом уровне возникают новые свойства живого, отсутствующие на нижележащем уровне, выделяются свои элементарные явления и элементарные единицы. При этом во многом уровни отражают ход эволюционного процесса.

Выделение уровней удобно для изучения жизни как сложного природного явления.

Рассмотрим подробнее каждый уровень организации жизни.

Молекулярный уровень

Хотя молекулы состоят из атомов, отличие живой материи от неживой начинает проявляться только на уровне молекул. Только в состав живых организмов входит большое количество сложных органических веществ – биополимеров (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот). Однако молекулярный уровень организации живого включает и неорганические молекулы, входящие в клетки и играющие важную роль в их жизнедеятельности.

Функционирование биологических молекул лежит в основе живой системы. На молекулярном уровне жизни проявляется обмен веществ и превращение энергии как химические реакции, передача и изменение наследственной информации (редупликация и мутации), а также ряд других клеточных процессов. Иногда молекулярный уровень называют молекулярно-генетическим.

Клеточный уровень жизни

Именно клетка является структурной и функциональной единицей живого. Вне клетки жизни нет. Даже вирусы могут проявлять свойства живого, лишь оказавшись в клетке хозяина. Биополимеры в полной мере проявляют свою реакционную способность будучи организованы в клетку, которую можно рассматривать как сложную систему взаимосвязанных в первую очередь различными химическими реакциями молекул.

На этом клеточном уровне проявляется феномен жизни, сопрягаются механизмы передачи генетической информации и превращения веществ и энергии.

Органно-тканевой

Ткани есть только у многоклеточных организмов. Ткань представляет собой совокупность сходных по строению и функциям клеток.

Ткани образуются в процессе онтогенеза путем дифференцировки клеток имеющих одну и ту же генетическую информацию. На этом уровне происходит специализация клеток.

У растений и животных выделяют разные типы тканей. Так у растений это меристема, защитная, основная и проводящая ткани. У животных — эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная. Ткани могут включать перечень подтканей.

Орган обычно состоит из нескольких тканей, объединенных между собой в структурно-функциональное единство.

Органы формируют системы органов, каждая из которых отвечает за важную для организма функцию.

Органный уровень у одноклеточных организмов представлен различными органеллами клетки, выполняющими функции переваривания, выделения, дыхания и др.

Организменный уровень организации живого

Наряду с клеточным на организменном (или онтогенетическом) уровне выделяются обособленной структурные единицы. Ткани и органы не могут жить независимо, организмы и клетки (если это одноклеточный организм) могут.

Многоклеточные организмы состоят из систем органов.

На организменном уровне проявляются такие явления жизни как размножение, онтогенез, обмен веществ, раздражимость, нервно-гуморальная регуляция, гомеостаз. Другими словами, его элементарные явления составляют закономерные изменения организма в индивидуальном развитии. Элементарной единицей является особь.

Популяционно-видовой

Организмы одного вида, объединенные общим местообитанием, формируют популяцию. Вид обычно состоит из множества популяций.

Популяции имеют общий генофонд. В пределах вида они могут обмениваться генами, т. е. являются генетически открытыми системами.

В популяциях происходят элементарные эволюционные явления, приводящие в конечном итоге к видообразованию. Живая природа может эволюционировать только в надорганизменных уровнях.

На этом уровне возникает потенциальное бессмертие живого.

Биогеоценотический уровень

Биогеоценоз представляет собой взаимодействующую совокупность организмов разных видов с различными факторами среды их обитания. Элементарные явления представлены вещественно-энергетическими круговоротами, обеспечиваемыми в первую очередь живыми организмами.

Роль биогеоценотического уровня состоит в образовании устойчивых сообществ организмов разных видов, приспособленных к совместному проживанию в определенной среде обитания.

Биосфера

Биосферный уровень организации жизни — это система высшего порядка жизни на Земле. Биосфера охватывает все проявления жизни на планете. На этом уровне происходит глобальный круговорот веществ и поток энергии (охватывающий все биогеоценозы).

бет	4/4
Дата	18.02.2017
өлшемі	0.51 Mb.

Способность к самовоспроизводству - одно из главных свойств

живых систем. Вирусы (лат. virus - яд), представляющие собой

нуклеиновую кислоту в белковой оболочке, и иногда покрытые

мембраной, не способны воспроизводить себя самостоятельно, хотя и

содержат информацию о своем строении. Реализация этой информации,

т.е. размножение вирусов, осуществляется только при попадании их

нуклеиновой кислоты в клетку. Генетический материал вируса

переключает работу клеточных биохимических конвейеров на

производство вирусных белков и нуклеиновых кислот. В клетке же

происходит сборка из нуклеиновых кислот и белков многочисленных

потомков одного попавшего в нее вируса. Таким образом, вирусы

являются облигатными клеточными паразитами (лат. obligatus -

В настоящее время известно свыше 1500 вирусов. Одни из них

поражают клетки животных, другие - растительные клетки, третьи

бактерии (их называют бактериофагами или просто фагами).

Пораженная клетка называется клеткой-хозяином.

Первооткрыватель вирусов - русский биолог Дмитрий Иосифович

Ивановский выявил два их основных свойства - они столь малы, что проходят

через фильтры, задерживающие бактерии, и их невозможно, в отличие от

клеток, выращивать на искусственных питательных средах. Лишь с помощью

электронного микроскопа удалось увидеть вирусы (их

диаметр от 20 до 300

нм) и оценить многообразие их форм.

Отдельная вирусная частица, или вирион, способная

инфицировать клетку, содержит нуклеиновую кислоту только

одного типа: или ДНК, или РНК. Формы этих молекул

разнообразны: это может быть двуцепочечная ДНК в кольцевой

одноцепочечная или двуцепочечная РНК. Есть вирусы, содержащие

две идентичные одноцепочечные РНК.

Белковый чехол вириона - капсид (лат. capsa - ящик) -

защищает его генетический материал как от действия нуклеаз, так и

от воздействия ультрафиолетового излучения. Капсиды состоят из

многократно повторенных полипептидов одного или нескольких

Капсиды большинства вирусов построены по одному из двух типов

симметрии: спиральной или кубической.

Вирионы со спиральной симметрией имеют форму продолговатых

палочек. В их центральной части находится спирально закрученная нуклеиновая

кислота. Капсид состоит из идентичных субъединиц белка, спирально

расположенных вдоль молекулы нуклеиновой кислоты. Так устроен первый из

открытых вирусов - вирус табачной мозаики. Его длина около 300 нм и диаметр

Большая часть вирусов, вызывающих инфекции у человека и

животных, имеют кубический тип симметрии. Капсид почти всегда имеет

форму икосаэдра - правильного двадцатигранника с двенадцатью вершинами

и с гранями из равносторонних треугольников. Примером является аденовирус

(рис. 9 - 2). Его размер около 90 нм.

Существуют вирусы и с более сложным строением. Некоторые фаги

помимо икосаэдрической головки, содержащей генетический материал,

сократительных белков, и заканчивающийся шестиугольной площадкой с

шестью короткими выростами и шестью длинными фибриллами - нитями.

Такая сложная конструкция обеспечивает впрыскивание генетического

материала фага внутрь бактериальной клетки (рис. 9 - 3).

Многие вирусы поверх белкового капсида одеты мембранной

оболочкой, которая придает вирусу округлую форму. Кроме белков

и гликопротеинов вирусного происхождения она содержит еще и

компоненты, позаимствованные из плазматической мембраны

клетки-хозяина при отпочковывании вируса. Вирус гриппа - пример

вириона, содержащего одноцепочечную РНК в спиральном капсиде

и покрытого мембранной оболочкой. Мембранную оболочку имеет

также вирус иммунодефицита человека.

Проникновение вируса в клетку начинается с взаимодействия

его со специальными рецепторами на клеточной поверхности.

Наличие рецепторов объясняет, почему вирусы обладают ткане- и

видоспецифичностью. Так, вирус гриппа поражает клетки эпителия

верхних дыхательных путей человека, ВИЧ - некоторые клетки

иммунной системы и т.д.

Фаговая нуклеиновая кислота обычно “впрыскивается” в

клетку бактерии, а белковая оболочка остается на клеточной

В клетки животных вирус часто проникает в составе

пиноцитозных пузырьков или после слияния мембран вируса (если

она есть) и клетки. Уже внутри клетки происходит освобождение от

В растительные клетки вирус может проникнуть только

через те участки, где повреждена клеточная стенка.

Размножение вирусов включает в себя три процесса:

репликацию вирусной нуклеиновой кислоты, синтез вирусных

белков и сборку вирионов. У

эукариот размножение вирусов может

происходить в ядре и (или) в цитоплазме.

Разнообразие видов и форм вирусных нуклеиновых кислот

определяет и разнообразие способов их репликации.

Репликация у вирусов с двуцепочечной ДНК (вирус герпеса, вирус оспы)

В случае одноцепочечной фаговой ДНК ферменты репликации

зараженной бактерии вначале синтезируют комплементарную ей цепь, которая

служит матрицей для образования большого количества одноцепочечных

фаговых ДНК (рис. 9 - 5).

Если генетический материал вируса представлен молекулой РНК, то ее

синтез осуществляется ферментом, называемым РНК-зависимой РНК-

полимеразой, закодированной в геноме вируса или внесенной в клетку вместе с

В случае двуцепочечных РНК вначале вирусная РНК-зависимая РНК-

полимераза на одной из цепей синтезирует множество комплементарных РНК,

а затем на них синтезируются цепи, которые остаются соединенными со своими

матрицами (рис. 9 - 6).

В случае если РНК одноцепочечная, как у вируса клещевого энцефалита

и полиомиелита, многих вирусов растений, в частности, вируса табачной

мозаики (ВТМ), то сначала этот фермент строит комплементарную цепь

РНК, а затем по ней, как по матрице, синтезирует множество вирусных РНК.

Синтез вирусных белков происходит на рибосомах клетки хозяина по

матрице иРНК, которая у ДНК-содержащих вирусов транскрибируется по

Вирусы, содержащие одноцепочечную РНК, бывают двух типов. У одних

РНК может функционировать как информационная (ее называют “плюс”-цепь).

У вирусов другого типа РНК называют “минус”-цепью: она не может

транслироваться. Вначале должна синтезироваться комплементарная ей цепь

РНК, которая служит матрицей для синтеза белков (рис. 9 - 7). Вирус гриппа

является примером такого типа вирусов.

“Плюс”-одноцепочечные молекулы РНК содержат некоторые вирусы

животных, которые называют ретровирусами (лат. retro - возврат назад).

Таким вирусом является вирус иммунодефицита человека и некоторые

онкогенные (греч. onkos - опухоль) вирусы, вызывающие развитие опухолей.

Из онкогенных вирусов первым был открыт вирус саркомы Рауса (ВСР),

вызывающий злокачественные опухоли у кур. Изучение механизма

превращения клетки из нормальной в раковую, привело в 1970 г. американских

ученых Говарда Темина и Дэвида Балтимора к открытию явления обратной

транскриптазой. Она обладает свойствами РНК-зависимой и ДНК-зависимой

ДНК-полимеразы. Обратная транскриптаза вначале синтезирует одну цепь ДНК,

используя в качестве матрицы молекулу вирусной РНК, а затем вторую,

комплементарную цепь ДНК (рис. 9 - 8). В результате образуется двуце-

почечная ДНК, которая встраивается в ДНК клетки-хозяина. Такой процесс

встраивания в хромосомную ДНК называют интеграцией.

Вирусный геном в форме интегрированной ДНК, синтезированной

обратной транскриптазой по матрице проникшей в клетку вирусной РНК,

Провирус становится частью генетического материала клетки,

реплицируется вместе с клеточной ДНК и при делении передается дочерним

клеткам (латентная инфекция). В такой форме провирус может пребывать

бесконечно долгое время, переходя от родителей к потомкам через

сперматозоиды или яйцеклетки.

Провирус может транскрибироваться вместе с ядерной ДНК, РНК

выходит в цитоплазму, где после образования вирусных белков будут

собираться вирусные частицы, которые постепенно будут покидать клетку.

Клетки, в хромосомы которых интегрирована ДНК ретровирусов, могут

менять свое поведение: часто они начинают бесконтрольно размножаться, не

реагируя на внешние сигналы. Канцерогенные, т.е. приводящие к раку факторы,

такие как рентгеновские лучи, табачный дым, асбестовая пыль, некоторые

продукты переработки нефти, бензол и другие, могут усиливать привнесенные

вирусом изменения. Происходит превращение нормальных клеток в раковые

Сборка вирионов при наличии вирусных нуклеиновых кислот

и белков часто происходит спонтанно, иногда в присутствии

вспомогательных белков. Если образующиеся вирусы одновременно

покидают клетку, то она разрывается и гибнет. Вышедшие из нее

вирусы поражают новые клетки. Так развивается литическая

При вирусной инфекции другого типа, называемой

персистентной (лат. persistentis - стойкий), новые вирусы

покидают клетку-хозяина постепенно. Клетка продолжает жить,

производить новые вирусы, хотя ее функционирование может

происхождения повреждают белки, необходимые для трансляции

клеточных РНК, парализуют систему пузырькового транспорта

(§17). В конце концов, такая клетка может погибнуть от нарушения

клеточных функций. По образному выражению Нобелевского

лауреата Питера Медавара (Великобритания) вирусы - “это плохие

новости в упаковке из белка". В значительной степени это

действительно так: попавшие в клетку вирусные гены - "плохие

новости" - приводят к нарушению нормальных процессов в клетке, в

ряде случаев к ее гибели, а также к заболеванию всего организма.

Недаром вирусы получили свое название от слова “яд”.

Некоторые вирусы и фаги не всегда начинают размножаться

сразу после проникновения в клетку. В этом случае говорят о

латентном (скрытом) типе инфекции.

Присутствие вируса может

не сказываться на функционировании клетки до тех пор, пока при

определенных условиях в некоторых из зараженных клеток вирус не

начнет размножаться с большой скоростью, и тогда инфекция

развивается по литическому или персистентному типу. В качестве

примера можно вспомнить вирус герпеса, вызывающего “лихорадку”

на губах. Этот вирус живет в нервных клетках, никак не проявляя

себя до тех пор, пока переохлаждение организма, облучение

ультрафиолетом или другой внешний фактор не вызовет его

размножение. Размножаясь, вирус распространяется по клеткам

слизистой оболочки и разрушает их, т.е. развивается литическая

Клетки позвоночных животных выработали средства

защиты от вирусной инфекции - это белки -интерфероны (англ.

interfere - мешать). Они синтезируются и выделяются специальными

клетками-продуцентами в ответ на появление вирусов. Затем

интерфероны соединяются со специальными рецепторами (§19) на

поверхности зараженных клеток и запускают в клетке синтез

белков, блокирующих воспроизведение вирусов.

Вирусы могут способствовать изменению генетической информации

организмов. При транскрипции вирусной ДНК, интегрированной в ДНК клетки-

хозяина, могут транскрибироваться расположенные рядом хозяйские гены и

затем включиться в состав образующегося вириона. Заражение другой клетки

таким вирионом может привести к тому, что при обратной транскрипции

вирусной РНК эти гены могут встроиться в хромосомы другого организма.

Таким образом ретровирусы могут переносить гены из однй клетки в другую.

Ретровирусы могут переносить гены между клетками одного организма,

между организмами не только одного, но и, возможно, разных видов. Поток

генов между далекими видами организмов представляется очень реальным

- на это указывает обнаруженное у самых разных животных сходство генов,

одновременно входящих в состав ретровирусов. Сегодня ученые

рассматривают вирусы не только как возбудителей инфекционых болезней,

но и как переносчиков генетической информации между видами.

Вопрос о том, являются вирусы живыми существами или

нет, является спорным. Как вы считаете, почему?

Рибосомы и вирусы относят к нуклеопротеидам. Чем, по вашему мнению,

Где работают и что синтезируют следующие ферменты: ДНК-зависимая

РНК-полимераза, РНК-зависимая РНК-полимераза, обратная

Как вы думаете, какой вид инфекции развивается при заражении

клетки вирусом гриппа? аденовирусом?

Предложите схему размножения вирусов, содержащих +РНК.

1. Обмен веществ и энергии с окружающей средой.

2. Раздражимость (способность реагировать на воздействия).

3. Размножение (самовоспроизведение).

1. Молекулярный – это уровень сложных органических веществ – белков и нуклеиновых кислот. На этом уровне происходят химические реакции обмена веществ (гликолиз, кроссинговер и т.п.), но молекулы сами по себе еще не могут считаться живыми.

2. Клеточный. На этом уровне возникает жизнь, потому что клетка – минимальная единица, обладающая всеми свойствами живого.

3. Органно-тканевой – характерен только для многоклеточных организмов.

4. Организменный – за счет нервно-гуморальной регуляции и обмена веществ на этом уровне осуществляется гомеостаз, т.е. сохранение постоянства внутренней среды организма.

5. Популяционно-видовой. На этом уровне происходит эволюция, т.е. изменение организмов, связанное с приспособлением их к среде обитания под действием естественного отбора. Наименьшей единицей эволюции является популяция.

6. Биогеоценотический (совокупность популяций разных видов, связанных между собой и окружающей неживой природой). На этом уровне происходит

• круговорот веществ и превращение энергии, а также
• саморегуляция, за счет которой поддерживается устойчивость экосистем и биогеоценозов.

7. Биосферный. На этом уровне происходит

• глобальный круговоротвеществ и превращение энергии, а так же
• взаимодействие живого и неживого вещества планеты.

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой уровень организации живой природы представляет собой совокупность популяций разных видов, связанных между собой и окружающей неживой природой
1) организменный
2) популяционно-видовой
3) биогеоценотический
4) биосферный

Выберите один, наиболее правильный вариант. Генные мутации происходят на уровне организации живого
1) организменном
2) клеточном
3) видовом
4) молекулярном

Выберите один, наиболее правильный вариант. Элементарная структура, на уровне которой проявляется в природе действие естественного отбора
1) организм
2) биоценоз
3) вид
4) популяция

ЖИВОЕ - НЕЖИВОЕ СХОДСТВА
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки служат сходными для живых и неживых объектов природы?
1) клеточное строение
2) изменение температуры тела
3) наследственность
4) раздражимость
5) перемещение в пространстве

ЖИВОЕ - НИЖИВОЕ ОТЛИЧИЯ
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Живое от неживого отличается
1) способностью изменять свойства других объектов
2) способностью изменять свои свойства под воздействием окружающей среды
3) способностью реагировать на воздействия окружающей среды
4) способностью участвовать в круговороте веществ
5) способностью воспроизводить себе подобных

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки присущи только живому веществу?
1) рост
2) движение
3) самовоспроизведение
4) ритмичность
5) наследственность

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки характерны только для живых систем?
1) способность к передвижению
2) обмен веществ и энергии
3) зависимость от температурных колебаний
4) рост, развитие и способность к самовоспроизведению
5) устойчивость и относительно слабая изменчивость

4. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Для организмов, в отличие от объектов неживой природы, характерны
1) изменение
2) движение
3) гомеостаз
4) эволюция
5) химический состав

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
1. Установите, в какой последовательности располагаются уровни организации живого. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) популяционный
2) клеточный
3) видовой
4) биогеоценотический
5) молекулярно-генетический
6) организменный

2. Установите последовательность усложнения уровней организации живого. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) биосферный
2) клеточный
3) биогеоценотический
4) организменный
5) популяционно-видовой

Расположите в правильном порядке соподчинение систем разных уровней, начиная с наибольшего. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) соединительная ткань
2) ион железа
3) эритроцит
4) гемоглобин
5) форменные элементы
6) кровь

НА КАКИХ УРОВНЯХ.
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. На каких уровнях организации живого изучают значение фотосинтеза в природе?
1) биосферном
2) клеточном
3) биогеоценотическом
4) молекулярном
5) тканево-органном

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. На каких уровнях организации живого изучают особенности реакций фотосинтеза у высших растений?
1) биосферном
2) клеточном
3) популяционно-видовом
4) молекулярном
5) экосистемном

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Онтогенез, метаболизм, гомеостаз, размножение происходят на … уровнях организации.
1) клеточном
2) молекулярном
3) организменном
4) органном
5) тканевом

4. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Одна амеба обыкновенная одновременно находится на:
1) Молекулярном уровне организации жизни
2) Популяционно-видовом уровне организации жизни
3) Клеточном уровне организации жизни
4) Тканевом уровне организации жизни
5) Организменном уровне организации жизни

5. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Какие из уровней организации жизни являются надвидовыми?
1) популяционно-видовой
2) органоидно-клеточный
3) биогеоценотический
4) биосферный
5) молекулярно-генетический

6. Выберите два варианта. Энергетический обмен у обыкновенной амёбы происходит на уровне организации живого
1) клеточном
2) биосферном
3) организменном
4) биогеоценотическом
5) популяционно-видовом

7. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. На каком уровне организации происходят такие процессы, как раздражимость и обмен веществ?
1) популяционно-видовой
2) организменный
3) молекулярно-генетический
4) биогеоценотический
5) клеточный

8. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. На каких уровнях организации жизни происходит воспроизведение наследственной информации организма и её реализация?
1) молекулярном
2) тканево-органном
3) биосферном
4) популяционно-видовом
5) субклеточном

КЛЕТОЧНЫЙ + ОРГАНИЗМЕННЫЙ
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Клеточный уровень организации совпадает с организменным у
1) бактериофагов
2) амёбы дизентерийной
3) вирус полиомиелита
4) кролика дикого
5) эвглены зелёной

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Клеточному и организменному уровням организации жизни одновременно соответствуют.
1) гидра пресноводная
2) спирогира
3) улотрикс
4) амеба дизентерийная
5) цианобактерия

3. Выберите два верных ответа. У каких организмов совпадают клеточный и организменный уровни жизни?
1) серобактерия
2) пеницилл
3) хламидомонада
4) пшеница
5) гидра

КЛЕТОЧНЫЙ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Клеточному уровню организации жизни соответствует
1) хламидомонада
2) серобактерия
3) бактериофаг
4) ламинария
5) лишайник

ПОПУЛЯЦИОННО-ВИДОВОЙ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. На популяционно-видовом уровне организации жизни находятся
1) рыбы озера Байкал
2) птицы Арктики
3) Амурские тигры Приморского края России
4) городские воробьи Парка культуры и отдыха
5) синицы Европы

БИОЦЕНОТИЧЕСКИЙ - БИОСФЕРНЫЙ
Установите соответствие между уровнями организации живого и их характеристиками и явлениями: 1) биоценотический, 2) биосферный. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) процессы охватывают всю планету
Б) симбиоз
В) межвидовая борьба за существование
Г) передача энергии от продуцентов консументам
Д) испарение воды
Е) сукцессия (смена природных сообществ)

К неклеточным формам жизни относятся вирусы, вироиды и прионы. Согласно одной из точек зрения, их считают неживыми и рассматривают как молекулярные инфекционные агенты, которые не живут сами, а лишь изменяют жизнедеятельность клеток-хозяев.

Первым искусственно созданным вирусом стал вирус полиомиелита, разработанный в университете Нью-Йорка в 2002 г.

Введение бактериофагом своей нуклеиновой кислоты в цитоплазму клетки-хозяина:

5 — хвостовые нити;

6 — нуклеиновая кислота бактериофага

Попадание вируса в клетку обеспечивает его оболочка. Сама она или остается снаружи клетки, или утрачивается после проникновения вириона внутрь клетки.

Репликация вирусов осуществляется специальными ферментами. Особенностью РНК-содержащих ретровирусов является наличие фермента обратной транскриптазы, синтезирующей ДНК по РНК. Вирусная ДНК встраивается в хромосомную ДНК клетки. На матрице такой вирусной ДНК синтезируется новая вирусная РНК, которая определяет синтез вирусных белков, образующих капсид.

Вирусная инфекция может проходить различными путями:

1. Острая (литическая) инфекция. Вирус активно размножается, в клетке образуются новые вирусные единицы. При их массовом выходе клетка-хозяин, как правило, погибает.

2. Носительство. Вероятно, самая распространенная форма взаимодействия вируса и клетки-хозяина. При попадании в клетку вирус начинает размножаться, он встраивается в генетический аппарат клетки и становится его составляющей. При этом происходит репликация вирусной нуклеиновой кислоты в составе клеточной ДНК во время деления клетки. Болезнетворное действие вируса никак не проявляется, и новые вирусные частицы не образуются. Вирус может переходить в острую инфекцию (иногда через много лет) в результате общего ослабления организма.

3. Стойкая инфекция. Вирус размножается в клетке, но вирусные частицы покидают клетку постепенно, не разрушая, а лишь изменяя ее функционирование.

Как внутриклеточные паразиты, вирусы поражают любые клетки. Значительный вред они наносят сельскохозяйственным растениям, вызывая образование пятен на листьях, наростов и опухолей. К опасным вирусным болезням растений относятся мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов, скручивание листьев, карликовость, и т. д. Бактериофаги могут наносить значительный ущерб промышленным культурам бактерий. Их можно использовать для борьбы с бактериальными инфекциями, такими как дизентерия, холера, брюшной тиф. Многие вирусы являются возбудителями опасных инфекций человека и других животных. Они вызывают ящур, чуму свиней и птиц, инфекционную анемию лошадей, рак и т. д. В число опасных для человека вирусов входят возбудители ВИЧ, гриппа, кори, оспы, полиомиелита и др.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ):

1 — РНК; 2 — белковый капсид; 3 — липопротеиновая мембрана

Бактериофаги — классический объект молекулярной биологии.

Вирусы могут передаваться различными путями: воздушно-капельным, с пищей, при непосредственном физическом контакте, через переносчиков (кровососущих беспозвоночных и т. п.). Некоторые вирусы попадают в организм человека при использовании плохо продезинфицированных медицинских инструментов, переливании крови и т. д.

Существует несколько механизмов защиты организма от вирусной инфекции. Вирусы, проникающие во внутреннюю среду животных, поглощаются лейкоцитами. Это вызывает иммунный ответ и синтез антител. Антитела связывают антигены (в данном случае вирусы) и запускают процесс удаления этих комплексов. Именно с формированием антител определенного типа связано формирование длительного иммунитета после перенесения некоторых болезней. С этой же целью используют вакцины, содержащие ослабленные, убитые вирусы или их определенные участки. Во время заболевания применяют лечебные сыворотки — жидкости, содержащие готовые антитела, которые получают из крови людей (или других животных), перенесших эту вирусную инфекцию. Они не обеспечивают длительный иммунитет. Известны сыворотки против гепатита, бешенства и т. д.

В зараженных клетках часто запускается механизм апоптоза (запрограммированной гибели клетки), что препятствует распространению вирусов. При контакте с вирусом клетки могут продуцировать противовирусные белки — интерфероны.

Интерфероны применяют для профилактики и лечения вирусных болезней. Однако излишнее их количество в организме может вызвать заболевания щитовидной железы и других органов. Как правило для лечения человека используют интерферон, который получают при заражении культуры клеток человека или генно-инженерным путем.

Характеристики некоторых вирусных заболеваний человека представлены в таблице.