物質の組織化のレベルは、さまざまな質量スケールで宇宙を構成する物理的な兆候です。多くの現象は物理学から説明できますが、化学、生物学、鉱物学、生態学、天文学、その他の自然科学の研究により関連するこのスケールの領域があります。
物質の基礎には、素粒子物理学によって研究された素粒子があります。あなたの組織のステップを登って、私たちは化学の分野に入り、それから私たちは生物学に進みます。崩壊したエネルギッシュな物質から、結局、鉱物学の身体、生物、惑星を観察することになります。
物質の組織化のレベルは統合され、まとまりがあり、固有のプロパティのボディを定義します。たとえば、細胞レベルは、亜原子、原子、分子、および細胞で構成されていますが、すべての特性とは異なります。同様に、上位レベルには異なるプロパティがあります。
問題の組織化のレベルは何ですか?
主題は次のレベルで構成されています。
原子レベル
最も低い横線から始めます。原子自体よりも小さい粒子です。このステップは素粒子物理学の研究対象です。非常に単純化した方法で、クォーク(上下)、レプトン(電子、ミューオン、ニュートリノ)、および核子(中性子と陽子)があります。
これらの粒子の質量とサイズはごくわずかなので、従来の物理学はそれらの振る舞いに適応しないため、量子力学のプリズムでそれらを研究する必要があります。
原子レベル
まだ物理学(原子および核)の分野では、いくつかの原始粒子が強力な相互作用を介して結合して原子を生じさせることがわかります。これは、化学元素と周期表全体を定義する単位です。原子は基本的に陽子、中性子、および電子で構成されています。次の画像では、原子核が陽子と中性子で、電子が外部にある状態を示しています。
陽子は、中性子と一緒に原子のほぼ全体の質量を構成する核の正電荷に関与します。一方、電子は原子の負電荷の原因であり、軌道と呼ばれる電子的に密な領域で核の周りに拡散します。
原子は、陽子、中性子、およびそれらが持っている電子の数が互いに異なります。ただし、プロトンは原子番号(Z)を定義します。原子番号(Z)は、各化学元素に特徴的です。したがって、すべての元素は異なる量のプロトンを持ち、それらの順序は周期表で昇順で見ることができます。
分子レベル
水分子は、最も象徴的で驚くべきものです。出典:DiamondCoder
分子レベルでは、化学、物理化学、そしてもう少し遠い薬局(薬物合成)の分野に参入します。
原子は化学結合を介して互いに相互作用することができます。この結合が共有結合である場合、つまり可能な限り多くの電子を共有している場合、原子は互いに結合して分子を生じていると言われます。
一方、金属原子は分子を定義せずに金属結合を介して相互作用できます。しかし、はい結晶。
結晶を続けると、原子は電子を失ったり獲得したりして、それぞれカチオンまたはアニオンになります。これら2つは、イオンと呼ばれるデュオを形成します。また、いくつかの分子は、分子または多原子イオンと呼ばれている電荷を取得することができます。
イオンとその結晶、それらの大量から、鉱物が生まれ、地球の地殻とマントルを構成し、豊かにします。
このかさばるポリフェニレンデンドリマー分子は高分子の一例です。出典:英語版ウィキペディアのMストーン
共有結合の数に応じて、一部の分子は他よりも大きいです。これらの分子が構造単位と繰り返し単位(モノマー)を持つ場合、それらは高分子であると言われます。その中には、例えば、タンパク質、酵素、多糖類、リン脂質、核酸、人工高分子、アスファルテンなどがあります。
すべての高分子がポリマーであるとは限らないことを強調する必要があります。しかし、すべてのポリマーは高分子です。
この水分子の二十面体クラスター(100)は、水素結合によって結合されています。これは、ファンデルウォールの相互作用によって支配される超分子の例です。出典:Danski14
それでも分子レベルでは、分子と高分子はファンデルウォールの相互作用を通じて凝集して、超分子と呼ばれる複合体または複合体を形成できます。最もよく知られているのは、ミセル、小胞、および二重層の脂質壁です。
超分子は、高分子よりも小さいまたは大きいサイズと分子量を持つことができます。しかし、それらの非共有相互作用は、無数の生物学的、有機的、無機的システムの構造基盤です。
細胞小器官レベル
最も重要な細胞小器官の1つであるミトコンドリアの表現。
超分子は化学的性質が異なるため、それらを特徴的な方法で相互に結合して、それらを取り巻く環境(細胞の場合は水性)に適応します。
これは、さまざまなオルガネラ(ミトコンドリア、リボソーム、核、ゴルジ体など)が出現するときであり、それぞれが細胞(真核生物および原核生物)として知られている巨大な生きている工場内の特定の機能を果たす運命にあります。人生の。
細胞レベル
真核細胞(動物細胞)とその一部の例(出典:Alejandro Porto、Wikimedia Commons経由)
細胞レベルでは、(他の関連する科学に加えて)生物学と生化学が機能します。体内には、細胞(赤血球、白血球、精子、卵、骨細胞、ニューロンなど)の分類があります。細胞は生命の基本単位として定義することができ、真核生物と原核生物の2つの主要なタイプがあります。
多細胞レベル
区別された一連の細胞は組織を定義し、これらの組織は器官(心臓、膵臓、肝臓、腸、脳)を起源とし、最後に器官はさまざまな生理学的システム(呼吸器系、循環器系、消化器系、神経系、内分泌系など)を統合します。これは多細胞レベルです。たとえば、何千もの細胞の集合が心臓を構成します。
この段階では、分子の観点から現象を研究することは困難です。薬局、医学に焦点を当てた超分子化学、および分子生物学は、この視点を維持し、そのような課題を受け入れます。
生物
細胞の種類、DNAおよび遺伝的要因に応じて、細胞は最終的に生物(植物または動物)を構築します。これは人生のステップであり、その複雑さと広大さは今日でも想像を絶するものです。たとえば、トラはパンダと見なされ、生物と見なされます。
人口レベル
これらのモナーク蝶のクラスターは、生物が個体群でどのように関連するかを示しています。出典:Pixnio。
生物は環境条件に応答し、生き残るための個体群を作ることによって適応します。各人口は、自然科学の多くの部門の1つと、それらに由来するコミュニティによって研究されています。昆虫、哺乳動物、鳥、魚、藻類、両生類、クモ形類、八足類などがあります。たとえば、一群の蝶が集団を構成します。
生態系
生態系。出典:LA turrita、Wikimedia Commons
生態系には、生物的要素(生命を持っている)と非生物的要素(非生命)の間の関係が含まれます。これは、同じ場所(生息地)を共有し、生き残るために非生物的コンポーネントを使用する、異なる種のコミュニティで構成されています。
水、空気、土壌(鉱物と岩)が非生物成分を定義します(「生命のない」)。一方、生物成分は、バクテリアから象やクジラまで、水(水圏)、空気(大気)、または土壌(リソスフェア)と相互作用するすべての表現と理解のすべての生物で構成されています。
地球全体の生態系のセットが次のレベルを構成します。生物圏。
生物圏
地球の大気、水圏、リソスフェア、生物圏の図。出典:BojanaPetrović、Wikimedia Commons
生物圏は、地球上に住むすべての生物とその生息地で構成されるレベルです。
簡単に分子レベルに戻ると、分子だけで法外な次元の混合物を構成できます。たとえば、海洋は水分子H 2 Oによって形成されます。次に、大気は気体分子と希ガスによって形成されます。
生命に適合するすべての惑星には、独自の生物圏があります。炭素原子とその結合は必然的にその基礎ですが、その生物がどのように進化していても関係ありません。
物質のスケールを昇り続けたい場合は、最終的に天文学の高さ(惑星、星、白い小人、星雲、ブラックホール、銀河)を入力します。
参考文献
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンレー。(2008)。化学 (第8版)。CENGAGEラーニング。
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- プロンプター。(2019)。問題の組織化のレベルは何ですか?回収元:apuntesparaestudiar.com