Структурные уровни организации живой материи

Сущность концепции структурных уровней организации живой материи

Структурные уровни организации живой материи

Жизни, как природному явлению, присуща своя иерархия уровней организации, определенная упорядоченность, соподчиненность этих уровней. Открытие клетки как элемента живых структур и представление о системности, цельности этих структур стали основой последующего построения иерархии живого.

Концепция структурных уровней живого включает представление об иерархической соподчиненности структурных уровней, системности и органической целостности живых организмов.

В соответствии с этой концепцией структурные уровни различаются не только сложностью, но и закономерностями функционирования.

Вследствие иерархической соподчиненности каждый из уровней организации живой материи должен изучаться с учетом характера ниже и вышестоящего уровней в их функциональном взаимодействии.

Рассмотрим отдельные уровни организации живой материи, начав с низшей ступени, на которой смыкаются биология и химия.

Молекулярно-генетический уровень. Это тот уровень организации материи, на котором совершается скачок от атомно-молекулярного уровня неживой материи к макромолекулам живого.

Белки органические соединения, входящие в состав всех живых организмов.

Белки являются биополимерными макромолекулами, так как состоят из большого числа повторяющихся и сходных по структуре низкомолекулярных соединений (мономеров).

Перестановки и различные сочетания мономеров в длинных полимерных цепях обеспечивают построение множества вариантов молекул белка и придают ему разнообразные свойства. В состав белка входит 20 аминокислот-мономеров.

Характерным физическим свойством аминокислот, содержащихся в живых системах, является то, что все они способны поворачивать влево плоскость поляризации светового луча.

В свою очередь это означает, что свойством живой материи является ее молекулярная асимметричность, подобная асимметричности левой и правой рук.

Опираясь на такую аналогию, это свойство живого назвали молекулярной хиральностью (от греч. cher — рука).

Первоначально казалось, что фундаментальную основу жизни составляют именно белковые молекулы. Но с химической точки зрения ни сам белок, ни его составные части не представляют ничего уникального.

Дальнейшие исследования, направленные на изучение механизмов воспроизводства и наследственности, позволили выявить то специфическое, что отличает на молекулярном уровне живое от неживого. Наиболее важным было выделение веществ из ядра клетки, обладающих свойствами кислот и названных нуклеиновыми (то есть ядерными) кислотами.

Один тип этих кислот получил широко используемое сокращенное название РНК (рибонуклеиновые кислоты), другой — ДНК (дезоксирибонуклеиновые кислоты). Удалось доказать, что ДНК обладает способностью сохранять и передавать наследственную информацию организмов. В 1953 г. была расшифрована структура ДНК.

Оказалось, что молекула ДНК состоит из двух  мономерных цепей, идущих в противоположных направлениях и закрученных одна вокруг другой наподобие пары электрических проводов. ДНК, находящиеся в клетке, разделены на участки — хромосомы.

Мономеры нуклеиновых кислот несут информацию, по которой строятся аминокислоты и белковые молекулы организма. Участок молекулы ДНК, содержащий информацию об одном из набора белков организма, называют геном. Гены расположены в хромосомах.

   Изучение строения и функции молекул нуклеиновых кислот стало возможным лишь при использовании физических методов и представлений. Молекулярная биология, изучающая биологические объекты и процессы на молекулярном уровне, — один из наиболее ярких примеров современной тенденции к интеграции научного знания.

Клеточный уровень. Любой живой организм состоит из клеток. В простейшем случае — из единственной клетки (бактерии, амебы).

Клетка является мельчайшей элементарной живой системой и первоосновой строения, жизнедеятельности и размножения всех организмов. Клетки всех организмов сходны по строению и составу веществ.

Всеми сложными многоступенчатыми процессами в клетке управляет особая структура, как правило, находящаяся в ее ядре и состоящая из длинных цепей молекул нуклеиновых кислот.

Клетки обладают разнообразием форм, размеров, функций. Существуют клетки, не содержащие ядра, — прокариоты (безъядерные клетки). Исторически они являются предшественниками клеток с развитой структурой, то есть клеток, имеющих ядро, — эукариотов.

«На общедоступном языке мы можем назвать ядро администратором клетки. Две главные черты роднят его с администраторами: оно стремится плодить себе подобных и успешно отражает все наши попытки узнать, чем же именно ядро занимается. Только попытавшись обойтись без него, мы узнаем, что оно действительно работает» (Мэйзи Д. Строение и функции биологических структур).

Следует отметить, что к миру живого относятся также и вирусы — мельчайшие бесклеточные организмы размером примерно в 50 раз меньше бактерий. Они находятся на границе между живой и неживой материей. Не имея клеточной структуры, они способны ее воспроизводить, внедряясь в среду чужих клеток.

Тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым уровнем организации образует живую ткань. Из тканей состоят различные органы живых организмов.

Организменный уровень. Система совместно функционирующих органов образует организм. В отличие от предыдущих уровней на организменном уровне проявляется большое разнообразие живых систем. Организменный уровень именуют также онтогенетическим.

Популяционно-видовой уровень образован совокупностью видов и популяций живых систем.

Популяция — это совокупность организмов одного вида, обладающих единым генофондом (совокупностью генов).

Она является надорганизменной живой системой, так же как и вид, состоящий обычно из нескольких популяций. На этом уровне реализуется биологический эволюционный процесс.

Биоценотический уровень образован биоценозами — исторически сложившимися устойчивыми сообществами популяций, связанных друг с другом и окружающей средой обменом веществ.

Биосферный уровень организации живого: совокупность биоценозов образует биосферу Земли.

Отдельные структурные уровни живого являются объектами изучения для отдельных биологических наук, то есть условными разграничителями биологического знания.

Так, молекулярный уровень изучается молекулярной биологией, генетикой; клеточный уровень служит объектом для цитологии, микробиологии; анатомия и физиология изучают жизнь на тканевом и организменном уровнях; зоология и ботаника имеют дело с организменным и популяционно-видовым уровнями; экология охватывает биоценотический и биосферный уровни.

 Рассмотрение организации живой материи начинается с выяснения строения и свойств сложных органических молекул. Клетки многоклеточных организмов входят в состав тканей, две или несколько тканей образуют орган.

Сложно устроенный многоклеточный организм, имеющий в своем составе ткани и органы, в то же время представляет собой элементарную единицу биологического вида.

Взаимодействующие между собой виды составляют сообщество, или экологическую систему, которая, в свою очередь, является одним из компонентов биосферы.

     В соответствии с этим выделяют несколько уровней организации живой материи.
1. Молекулярный.

Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул – биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ.

С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.

2. Клеточный. клетка является структурной и функциональной единицей, а также единицей развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Свободноживущих неклеточных форм жизни не существует.

3.Тканевой. Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполнением общих функций.

4. Органный. Органы – это структурно-функциональные объединения нескольких типов тканей. 5. Организменный. Многоклеточный организм представляет собой целостную систему органов, специализированных для выполнения различных функций.

6. Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования.

Источник: https://students-library.com/library/read/51640-susnost-koncepcii-strukturnyh-urovnej-organizacii-zivoj-materii

Лекция № 15 . Структурные уровни организации живой материи

Структурные уровни организации живой материи

В организации живого все указанные свойства проявляются на всех уровнях. Но каждый из них имеет и свои особенности. Проявления жизни чрезвычайно разнообразны.

Структурные уровни организации живой материи отражают критерий масштабности мира живой природы. Вслед за известным генетиком И..В.

Тимофеевым-Ресовским выделим четыре уровня организации живой материи: молекулярно-генетический, онтогенетический, популяционно-видовой и биогеоценозный. При этом критериями должны быть элементарные структуры и явления, которые прояв­ляются на данном уровне.

Деление живой материи на уровни весьма условно, но отражает системный подход в изучении природы. Уровни организации жизни.

Для живой природы характерны разные уровни организации ее структур, между которыми существует сложное соподчинение. Жизнь на каждом уровне изучают соответствующие разделы биологии: молекулярная биология, цитология, генетика, анатомия, физиология, эволюционное учение, экология. Уровни организации жизни

Шесть основных структурных уровней жизни:

· Молекулярный

· Клеточный

· Организменный (Онтогенетический уровень)

· Популяционно-видовой

· Биогеоценотический

· Биосферный

Общая биология изучает законы, характерные для всех уров­ней организации жизни.

1. Самый нижний, наиболее древний уровень жизни — это уровень молекулярных структур. Здесь проходит граница между живым и неживым. Выше находится клеточный уровень жизни. И клетка, и заключенные в ней молекулярные структуры в глав­ных чертах строения у всех организмов сходны.

Основные структуры — коды наследственной информации — представлены молекулами ДНК . Знание этого уровня обеспечивает понимание процессов и на других уровнях.

Было показано, что живое вещество обладает способностью к саморегуляции, поддерживающей жизнедеятель­ность и препятствующей неуправляемому распаду структур и веществ и рассеянию энергии, тогда как мертвое орга­ническое вещество подвержено самопроизвольному распаду. В то же время организму присущи свойства, отличные от свойств составляющих его частей.

2. Клеточный уровень. Особь, индивид— элементарная неделимая единица жизни на Земле. Элементарными структурами являются клетки. Клетка—структурная и функциональная единица, а также единица размножения и развития всех организмов.

Клеточный, субклеточный подуровни отражают процессы специализации клеток и внутриклеточных внедрений. Процессы в самой клетке происходят в специализиро ванных органоидах. Живая клетка — это сложная высоко-упорядоченная система.

Установлено, что в клетке непре­рывно совершается синтез крупных молекул из мелких и простых (анаболические реакции, на которые тратится энергия) и их распад (катаболические реакции). Сово­купность их в клетке есть процесс метаболизма.

Особи, изучаемые на этом уровне, не существуют абсолютно изолированно в природе, они объединены на более высоком уровне организации — на уровне популяции.

3 Онтогенетический уровень — следующий уровень организации жизни, на котором изучается организм как целостная сложная саморегулирующая система, способная самостоятельно существовать.

Внутри него выделяют организменный и органно-тканевый подуровни, отражающие признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живой материи.

Онтогенез — процесс реализации наследственной информации, закодированной в зародышевой клетке. Проверяется согласованность ее с работой управляющих систем особи в пространстве ивремени жизни на Земле. Термин онтогенез ввел Э.Геккель (1866 г.

) для рассмотрения структурной и функциональной организации отдельных организмов.

4. Популяционно-видовой — следующий уровень организации жизни на Земле — образуется, когда относящиеся к одному виду особи сходны по структуре, имеют одинаковый кариотип (греч.

karyon «орех, ядро ореха»; здесь — ядро клетки) и единое происхождение, способны к скре­щиванию и дают плодовитое потомство. Популяция — совокупность особей одного вида, занимающих одну терри­торию и обменивающихся генетическим материалом. Популяция — часть вида, т.е.

все составляющие ее особи принадлежат к одному виду. Она более однородна по составу, поскольку между ее особями происходит непрерывный обмен генами.

Популяция—элементарная единица в современной теории эволюции. Элементарное явление — мутация.

На популяцию могут оказывать давление и вызывать ее изменение — мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и естественный отбор.

При нарушении изоляции между различными популяциями происходит скрещивание или обмен генами. Этот уровень важен при определении численности популяций и эволюции живого.

Вид — генетически замкнутая система. Поскольку между видами не может быть скрещивания, то возникшая мутация не выйдет за пределы вида. Организмы, обитающие на изолированных островах, образуют подвид, иногда подвид образуют группы популяций.

Число видов на Земле пытались подсчитать многие. Генетик Т. Добржанский насчитал (1953 г.) 1 млн. видов животных и 265,5 тыс. видов растений, таким образом, животный мир более разнообразен (по современным оценкам, видов животных — от 1,5 до 2 млн, видов расте­ний — около 500 тыс.).

Но среди животных 75% приходится на долю членистоногих, но не все виды еще открыты. Позвоночных — менее 4%, из них 1/2 — виды рыб, а млекопитающих — еще на порядок меньше. Из 3500 видов млекопитающих 2500 — грызуны. В растительном мире около 150 тыс.

видов покрытосеменных (цветковых) растений, развившихся из голосеменных (семенных папо­ротников или близких к ним растений).- 5. Биогеоценозный уровень — следующий уровень структуры живой материи.

Популяции разных видов, населяющие участок земной поверхности или водоем с определенными природно-климатическими условиями (среда обитания, или геоценоз), и связанное с ними сооб­щество растений, животных и микроорганизмов образуют неразделимый взаимообусловленный (с динамичными обратными связями) комплекс — биоценоз.

Это понятие ввел В.Н.Сукачев (1940 г.). Рациональное использование природы невозможно без знания структуры и функцио­нирования биогеоценозов. Биогеоценоз автономен и саморегулируем и поэтому является элементарной единицей этого уровня и служит средой для входящих в него популяций.

Биомы — крупнейшие наземные сообщества, тесно связанные с определенными природными зонами и поясами. Растения и животные существуют в тесной зависимости от окружающей неживой природы и от других организмов, испытывают на себе их воздействие и приспосабливаются к ним.

В процессе исторического развития и естественного отбора на Земле под влиянием конкретных природных факторов сложились различные группы организмов — сообщества, взаимодействующие со своей средой обитания. Вместе с конкретными участками поверхности, занима­емыми биоценозами, и прилегающей атмосферой они называются экосистемой.

По определению А.Тенсли, экосистема — взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществом и энергией. Изучением взаимоотношений совместно живущих организмов и их зависимости от внешней среды занимается отрасль биологии — экология. Этот термин предложил в 1866 г.

немецкий биолог-эволюционист Э.Геккель, сторонник и пропагандист учения Дарвина.

Совокупность биогеоценозов составляет земную био­сферу, они связаны круговоротом вещества и энергии. В этом круговороте жизнь выступает ведущим фактором (В.И.Вернадский, В.Н.Сукачев). И биогеоценоз – открытая система, имеющая энергетические «входы» и «выходы», которые связывают соседние биогеоценозы.

Источник: https://cyberpedia.su/13xafb.html

Уровни организации живой материи. урок. Биология 10 Класс

Структурные уровни организации живой материи

Одна из сложностей определения понятия «жизнь» связана с тем, что живые организмы являются открытыми дискретными системами, то есть они активно обмениваются с окружающей средой веществом и энергией и имеют прерывистое строение – состоят из отдельных живых частей (клеток, тканей и органов).

Эта зависимость от окружающей среды, в том числе от других живых существ, заставляет рассматривать надорганизменные системы (популяции, виды, сообщества, экосистемы и биосферу), тоже в качестве живых систем.

Из этого урока вы узнаете о том, какие уровни организации живого выделяют биологи, как уровни организации связаны друг с другом, какие процессы жизнедеятельности характерны для каждого из этих уровней.

Тема: Введение

Урок: Уровни организации живой материи

Мир живых существ, вместе с человеком, представляет собой биологические системы разнообразной формы, различающиеся по размерам и сложности внутреннего устройства. Все живые организмы состоят из клеток. Клетка может быть отдельным организмом или элементарной составной частью более сложного организма.

Если клетка существует в виде самостоятельного организма, то она проявляет все функции целостной системы, но если клетка входит в состав более сложного организма – многоклеточного, то совокупность клеток сразу образует ткань, то есть клетка теряет свою самостоятельность и не способна существовать вне живого организма.

Несколько тканей вместе формируют органы. Органы входят в состав целого организма, организм – в состав популяции, вида.

Взаимодействующие между собой виды образуют экосистему и сообщество, они, в свою очередь, являются важнейшими компонентами биосферы.

Для живых систем характерна многоуровневость и иерархическая организация.

Итак, давайте рассмотрим уровни организации живой материи:

Молекулярный уровень представлен молекулами органических веществ, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул

Рис. 1. Молекулы основных органических соединений

Это белки, нуклеиновые кислоты, жиры (липиды). Именно на этом уровне проявляются такие процессы жизнедеятельности, как обмен веществ, превращение энергии, а также передача наследственной информации (рис. 1).

Клеточный уровень. Клетка является элементарной, структурной и функциональной единицей живой системы. Это начальный уровень организации живого.

На этом уровне происходят процессы морфологической организации клетки, способы деления клетки, специализация клетки в процессе ее развития, а также функционируют основные структуры клетки.

Тканевый уровень – если это многоклеточный организм, то клетки объединяются в ткани (рис. 2).

Рис. 2. Ткани живых организмов состоят из клеток и межклеточного вещества

Ткань – это совокупность межклеточного вещества и клеток, сходных по строению и происхождению и выполняющих одинаковые функции.

Органный уровень. Что такое органы? Органы – это структурно-функциональные объединения нескольких типов тканей. Например, кожа человека как орган включает эпителий и соединительную ткань (см. урок Кожа).

Вместе эти органы выполняют ряд разнообразных функций.

Организменный уровень может быть представлен как одноклеточными, так и многоклеточными организмами. На этом уровне организм изучается как единое целое, устойчивость которого обеспечивается за счет согласованной работы всех его органов (рис. 3).

Рис. 3. Одноклеточное (слева) и многоклеточное (справа) животные

Популяционно-видовой уровень – совокупность особей одного и того же вида, обитающих на одной территории. Они создают популяцию как систему надорганизменного порядка (см. видео).

На этом уровне изучаются факторы, влияющие на динамику и численность популяции, на возрастной состав популяции, изучаются проблемы исчезающих видов и действие факторов макроэволюции.

На экосистемном уровне представлены системы популяций разных видов и их взаимосвязи между собой и окружающей средой.

На этом уровне изучается взаимоотношение организма и среды, факторы неживой и живой природы, влияющие на устойчивость и продуктивность экосистем, а также действие хозяйственной деятельности человека на экосистемы.

Биосферный уровень – это экосистема высшего порядка, охватывающая все проявления жизни на нашей планете (рис. 4).

Рис. 4. Биосфера Земли – вид из космоса

На этом уровне изучается круговорот веществ и энергии, связанный с проявлением жизнедеятельности всех живых организмов, обитающих на планете Земля.

Домашнее задание

1. Вспомните уровни организации живой природы. Какие процессы характерны для каждого из уровней?

2. Какие вещества рассматриваются на молекулярном уровне организации живого?

3. Какие уровни организации живого могут совпадать?

4. Вспомните основные ткани животных и растений. К какому уровню организации живого относятся ткани?

5. Почему надорганизменные системы тоже относят к живым системам?

6. Что такое биосфера?

7. Обсудите с друзьями и родными, как происходит переход с одного уровня организации живого на другой.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (Источник).

2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (Источник).

3. Уроки по биологии (Источник).

4. Интернет-портал Nature.com (Источник).

Список литературы

1. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.

2. Беляев Д. К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.

3. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин и др. – 5-е изд., стереотип. – Дрофа, 2010. – 388 с.

4. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

Источник: https://interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/bvvedenieb/urovni-organizatsii-zhivoy-materii

Концепция современного естествознания

Структурные уровни организации живой материи

1.Сущность живого, его основные признаки.
2.Клетка как элементарный структурный компонент живой материи.
3.Принципы биологической эволюции.

1.Сущность живого, его основные признаки.

В развитии биологии выделяют три основных этапа. Первый – систематики (Карл Линней), второй – эволюционный (Чарльз Дарвин), третий – микробиологии (Грегор Мендель).

Современная биология при описании живого идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. При этом подчеркивается, что только совокупность данных свойств может дать представление о специфике жизни. Первое. Живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой.

Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах. Второе. Живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию. Третье.

Живые организмы активно реагируют на окружающую среду. Способность реагировать на внешние раздражители – универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных. Четвертое. Живые организмы способны не только изменяться, но и усложняться.

Они могут создавать новые органы, отличающиеся от породивших их структур. Пятое. Живое способно к самовоспроизведению. Шестое. Живые организмы способны передавать потомкам заложенную в них информацию, содержащуюся в генах – единицах наследственности.

Эта информация в процессе передачи может видоизменяться и искажаться. Это предопределяет изменчивость живого. Седьмое. Живые организмы способны приспосабливаться к среде обитания и своему образу жизни.

Из совокупности этих признаков вытекает следующее обобщенное определение сущности живого: Жизнь есть форма существования сложных, открытых систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению. Важнейшими функциональными веществами этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты.

Структурный или системный анализ обнаруживает, что мир живого чрезвычайно многообразен и имеет сложную структуру.

    Условно на основе критерия масштабности можно выделить следующие уровни организации живого вещества:
  1. Биосферный. Включает всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой.
  2. Уровень биогеоцинозов.

    Отражает структуры, состоящие из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющих единый природный комплекс – экосистему.

  3. Популяционно-видовой уровень. Образуется свободно скрещивающимися между собой особями одного и того же вида.
  4. Организменный и органно-тканевый уровни.

    Отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живых существ.

  5. Клеточный и субклеточный уровни. Отражают особенности специализации клеток, а также внутриклеточные структуры.
  6. Молекулярный уровень.

    Отражает особенности химизма живого вещества, а также механизмы и процессы передачи генной информации.

2.Клетка как элементарный структурный компонент живой материи.

Живая клетка является фундаментальной частицей структуры живого вещества. Она является простейшей системой, обладающей всем комплексом свойств живого, в том числе способностью переносить генетическую информацию. Клеточная теория была создана немецкими учеными Теодором Шванном и Матиасом Шлейденом.

Ее основное положение состоит в утверждении, что все растительные и животные организмы состоят из клеток, сходных по своему строению. Исследования в области цитологии показали, что все клетки осуществляют обмен веществ, способны к саморегуляции и могут передавать наследственную информацию.

Жизненный цикл любой клетки завершается или делением и продолжением жизни в обновленном виде, или гибелью. Вместе с тем выяснилось, что клетки весьма многообразны, они могут существовать как одноклеточные организмы или в составе многоклеточных. Срок жизни клеток может не превышать нескольких дней, а может совпадать со сроком жизни организма.

Размеры клеток сильно колеблются: от 0,001 до 10 см. Клетки образуют ткани, несколько типов тканей – органы, группы органов, связанные с решением каких-либо общих задач называются системами организма. Клетки имеют сложную структуру.

Она обособляется от внешней среды оболочкой, которая , будучи неплотной и рыхлой, обеспечивает взаимодействие клетки с внешним миром, обмен с ним веществом, энергией и информацией. Метаболизм клеток служит основой для другого их важнейшего свойства – сохранения стабильности, устойчивости условий внутренней среды клетки.

Это свойство клеток, присущее всей живой системе, называют гомеостазом. Гомеостаз, то есть постоянство состава клетки, поддерживается метаболизмом, то есть обменом веществ. Обмен веществ – сложный, многоступенчатый процесс, включающий доставку в клетку исходных веществ, получение из них энергии и белков, выведение из клетки в окружающую среду выработанных полезных продуктов, энергии и отходов.

В настоящее время к миру живого относят также вирусы, которые не имеют клеточной структуры. Кроме того, существуют также некоторые организмы с клеточным строением, клетки которых не имеют типичной структуры.

Это так называемые прокариоты, их клетки не имеют ядер. Прокариоты являются историческими предшественниками организмов с развитыми клетками. К ним относят бактерии и сине-зеленые водоросли.

Нити нуклеиновых кислот у этих клеток расположены не в ядре, а в цитоплазме.

Общепризнано, что структуры, управляющие жизнедеятельностью клетки, расположены в ядре в длинных цепях молекул нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), исходной единицей которых является ген (от греч. «рождающий»).

3.Принципы биологической эволюции.

Интенсивное проникновение эволюционной парадигмы в биологию началось в конце XVIII в. благодаря работам французского биолога Ламарка. Ламарк объяснил изменчивость видов взаимодействием двух факторов: влияния внешней среды (питание, климат, упражнение органов) и наследственности. Проблемы, поставленные Ламарком, были успешно разрешены Ч.

Дарвином в его работе «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859), которая заложила основу учения о биологической эволюции. Это наука о причинах, движущих силах и закономерностях изменения и развития живых организмов. Эволюционное учение является теоретической основой современной биологии.

С точки зрения теории эволюции все многообразие живой природы является результатом действия трех взаимосвязанных факторов: наследственности, изменчивости и естественного отбора. Эти выводы теории эволюции базируются на следующих наблюдениях. Во-первых, в любой популяции животных наблюдается изменчивость составляющих ее особей.

Во-вторых, некоторые из этих изменений получены от родительских особей, другие являются результатом приспособления к окружающей среде и приобретены в течение жизни. В-третьих, рождается, как правило, гораздо большее число организмов, чем доживает до стадии размножения.

Причем выживают те организмы, которые обладают сочетанием признаков, повышающих вероятность их выживания и размножения. Если эти признаки закреплены в генах, они передаются потомству. Наиболее ярко эволюционные процессы проявляются на уровне популяций (длительно существующих групп особей, устойчиво сохраняющихся на протяжении жизни многих поколений).

Виды, как правило, состоят из нескольких популяций, хотя бывают и исключения. Появление элементарных эволюционных изменений в популяции, то есть ее новых устойчивых признаков, передающихся по наследству через несколько поколений зависит от следующих эволюционных факторов. Первое. Перестройка генов – мутационный процесс.

Является основой разнообразия особей в популяциях, но он основан на случайности и не определяет направление эволюции. Второе. Популяционные волны – резкие колебания численности особей, они могут резко менять число встречающихся мутаций, создавая те или иные предпосылки для эволюционных изменений. Третье.

Изоляция – возникновение препятствий, уменьшающих возможности обмена генетической информацией с другими группами особей данного вида. Она выступает как фактор, закрепляющий начальную стадию дифференциации генофонда обособившейся группы. Четвертое. Естественный отбор – выживание и оставление потомства.

Этот фактор действует на всех стадиях развития особи, причем отбор закрепляет именно те особенности, которые полезны данному виду как целому. Эти признаки могут быть вредны для особи, но полезны для популяции.

Таким образом, весь ход эволюции видов ведет к тому, что признаки, обеспечивающие выживание в данных условиях, встречаются в популяции все чаще от поколения к поколению, определяя направление развития вида. Эволюция есть направленный процесс исторического изменения живых организмов. Указанные факторы действуют не только на популяционном и видовом уровне как микроэволюци,. но также и на надвидовом уровне как макроэволюция, образуя новые виды и классы живого. Современная сложная структура живого является результатом продолжавшейся миллионы лет макро- и микроэволюции.

Комплекс представлений о макро- и микроэволюции, сложившийся к середине ХХ в., стали называть синтетической теорией эволюции.

Генетика – это биологическая наука о наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Она является научной основой для разработки методов селекции, то есть создания новых пород животных, видов растений и т.д.

    Основными направлениями исследований ученых-генетиков в ХХ в.

    стали:

  1. Изучение элементарных материальных структур, которые являются носителями генетической информации, единицами наследственности.
  2. Исследование механизмов и закономерностей передачи генетической информации.
  3. Изучение механизмов реализации генетической информации, ее претворение в конкретные признаки и свойства организма.
  4. Выяснение причин и механизмов изменения генетической информации на разных этапах развития организма.

Крупнейшие открытия современной генетики связаны с установлением способности генов к перестройке – мутирование. Мутации могут быть полезными, вредными или нейтральными. Одним из результатов мутаций может быть появление организма нового вида – мутанта. Причины мутаций (изменения генной информации) до конца не выяснены.

Однако установлены основные факторы, вызывающие мутации, так называемые мутагены. Известно, например, что мутации могут вызываться некоторыми общими условиями, в которых находится организм: его питанием, температурным режимом и т.д. или действием экстремальных факторов, например, некоторых химических веществ или радиоактивных элементов.

Одним из наиболее опасных видов мутагенов являются вирусы.

Источник: https://tsput.ru/res/other/kse/lec5.html

29. Структурные уровни организации живой материи

Структурные уровни организации живой материи

Интересно, что проблему уровнейорганизации живой материи решили небиологи, а философы. В 1920-е годы американскиефилософы Г. Браун и Р. Селларс объявилио разработке ими понятия «структурныеуровни». Согласно их концепции, эти«уровни» различаются не только по«классам сложности», но и по закономерностямфункционирования.

Надо сказать, что концепция Г. Брауна иР. Селларса не была принята сразу. Априменение она нашла лишь в середине20-го века.

Развитию этой концепции и ее внедрениюв биологию содействовал А.Новиков в1940-е годы.

Структурный, или системный, анализобнаруживает, что мир живого чрезвычайномногообразен, имеет сложную структуру.На основе разных критериев могут бытьвыделены различные уровни, или подсистемы,живого мира. Наиболее распространеннымявляется выделение на основе критериямасштабности следующих уровнейорганизации живого.

1. БИОСФЕРНЫЙ– включает всю совокупностьживых организмов Земли вместе с окружающейих природной средой.

2. БИОГЕОЦЕНОТИЧЕСКИЙ– выражаетследующую ступень структуры живого,состоящую из участков Земли с определеннымсоставом живых и неживых компонентов,представляющих природный комплекс,экосистему.

3. ПОПУЛЯЦИОННО-ВИДОВОЙ– совокупностьсвободно

скрещивающихся особей одного вида -популяции.

4. ОРГАНИЗМЕННЫЙ И ОРГАННО-ТКАНЕВОЙ– отражают признаки отдельных особей,их строение, физиологию, поведение, атакже строение и функции органов итканей живых существ.

5. КЛЕТОЧНЫЙ И СУБКЛЕТОЧНЫЙ– отражаютпроцессы специализации клеток, а такжеразличные внутриклеточные включения.

6. МОЛЕКУЛЯРНЫЙ– составляет предметмолекулярной биологии, одной из важнейшихпроблем которой является изучениемеханизмов передачи генной информациии развитие генной инженерии и биотехнологии.

Разделение живой материи на уровниявляется, конечно, весьма условным.Например, решение конкретных биологическихпроблем опирается на данные обо всехуровнях живого. Но все же в мире существуютступенчатые уровни, своего рода иерархии.И, безусловно, фундаментальной основой(«первокирпичиками») живого мира являетсяклетка.

30. Происхождение и этапы эволюции человека как биологического вида

Решающий вклад в доказательство животногопроисхождения человека внес Ч.Дарвин(«Происхождение человека и половойотбор»(1871), «Выражение эмоций у человекаи животных» (1872)).

Дарвин проанализировал обширные данныесистематики, сравнительной анатомии,сравнительной эмбриологии и палеонтологии.И пришел к выводу о поразительномсходства человека с животными, особеннос человекообразными обезьянами.

Систематика и сравнительная анатомия.

Человек относится к классу млекопитающих.Он имеет:

1) млечные, сальные и потовые железы;

2) волосяной покров тела;

3) специализированные зубы;

4) четырехкамерное сердце и левую дугуаорты;

5) внутриутробное развитие и вскармливаниедетенышей молоком.

Наибольшее сходство наблюдается счеловекообразными обезьянами(антропоидами): гориллой, шимпанзе,орангутангом, гиббоном. Черты их сходства:

1) общность внутреннего строения;

2) отсутствует хвост;

3) сходные ушные раковины;

4) имеются ногти на пальцах;

5) одинаково выражают эмоции (плач, гнев,смех, возбуждение);

6) имеют сходные болезни (туберкулез,брюшной тиф, дизентерия, детский паралич,синдром Дауна (лишняя 21 хромосома));

7) сходны группы крови и альбумины крови;

8) сходство нуклеотидных последовательностейДНК (у человека и шимпанзе составляет91%).

Сравнительная эмбриология.

На ранних этапах развития зародышчеловека невозможно ОТЛИЧИТЬ от зародышейприматов и других позвоночных:

1) двухкамерное сердце;

2) шесть пар жаберных дуг;

3) хвостовая артерия;

4) сегментарное строение мышц;

5) перепонки между пальцами (как уамфибий);

6) гладкий, без извилин, головной мозг;

7) несколько пар молочных желез;

8) хвостовой отдел позвоночника (затемредуцируется и превращается в копчик).

Некоторые из этих признаков сохраняютсяв виде рудиментов (их более 90): аппендикс,волосяной покров, подкожные мускулы ит.д.

Вместе с тем человек имеет специфические,присущие только ему особенности:

1) прямохождение;

2) опорную стопу с сильно развитым первымпальцем;

3) противопоставление первого пальцатолько на руке;

4) подвижную кисть руки;

5) позвоночник с четырьмя изгибами;

6) расположение таза под углом 60° кгоризонтали;

7) большой и объемистый мозг с развитойкорой;

8) относительно крупные размеры лицевогоотделов черепа;

9) ограниченную плодовитость;

10) плечевой сустав, допускающий движениерук с размахом почти до 180° и другие.

Палеонтологические данные.

Найдены ископаемые предки человека -древнейшие и древние люди.

Первые плацентарные млекопитающиевозникли в конце мезозойской эры. Отпримитивных насекомоядных млекопитающихобособился отряд приматов.

Около 30 млн. лет назад появились парапитеки- небольшие животные, жившие на деревьяхи питающиеся растениями и насекомыми.

От парапитеков произошли гиббоны,орангутанги и вымершие впоследствиидревесные обезьяны – дриопитеки.

Дриопитеки дали три ветви, из которыхдве привели к шимпанзе и горилле, атретья, через ряд промежуточных форм,к человеку.

В процессе становления человека выделяюттри стадии:

1) древнейшие люди;

2) древние люди;

3) современные люди.

Древнейшие люди.

Возникли около 1 млн. лет назад. Известнонесколько их форм: питекантроп, синантропи гейдельбергский человек. Они отличалисьбольшими надбровными дугами, отсутствиемподбородочного выступа, низким и покатымлбом. Масса мозга достигала 800 – 1000 г. Онижили в пещерах, использовали огонь,изготавливали каменные орудия.

Древние люди.

Неандертальцы появились около 200 000 летназад. Объем их мозга возрос до 1 400 см3.У них была зачаточная речь, судя поособенностям строения нижней челюсти.Современные люди.

Появились 40 – 50 тыс. лет назад. А около28 000 лет назад кроманьонцы окончательновытеснили неандертальцев.

Они были высокого роста (до 180 см), свысоким лбом и объемом черепной коробкидо 1600 см3. У них отсутствовал сплошнойнадглазный валик, имелся подбородочныйвыступ, и была хорошо развитачленораздельная, речь. Кроманьонцыизготавливали разнообразные орудиятруда из кости, камня, приручали животныхи начали осваивать земледелие.

Современное человечествопринадлежитк виду – Человек разумный. Внутри видавыделяют три ' большие расы: негроидную,европеоидную и монголоидную. Различиямежду расами сводятся к особенностямцвета кожи, волос, глаз, формы носа, губи т.д. Возникли эти различия в процессеприспособления человеческих популяцийк местным природным условиям.

Надо сказать, что до сих пор бытуетмнение о том, что общественная сущностьлюдей отражает биологические закономерности(«социальный дарвинизм»), а расыразделяются на высшие и низшие (расизм).Одним из появлений расизма являетсяфашизм.

Важную роль в эволюции человека сыгралибиологические и социальные факторы.

Биологические факторы.

1. Древесный образ жизни (совместноедействие зрительного анализатора ируки способствовало прогрессивномуразвитию коры головного мозга иманипулированию предметами).

2. Стадный образ жизни (способствовалвыработке сигнальных систем).

3. Способность к прямохождению (освободилапередние конечности для манипулированияими).

4. Большой объем головного мозга(материальный субстрат высшей нервнойдеятельности).

Социальные факторы.

1. Трудовая деятельность (сложныеманипуляции рукой привели к еефункциональным и морфологическимизменениям. Рука – не только орган труда,она и его продукт).

2. Совместная трудовая деятельность(привела к совершенствованию сигнальныхсистем, мозга, развитию речи, изменениюгортани).

3. Потребление мяса, использование огняи одомашнивание животных.

4. Расселение людей и становлениеобщественных отношений.

При этом ведущими факторами были труди изготовление орудий труда.

Источник: https://studfile.net/preview/4114412/page:26/

1.3. Уровни организации живой природы

Структурные уровни организации живой материи

Уровни организацииживых систем  отражают соподчиненность, иерархичность структурной организации жизни; отличаются друг от друга сложностью организации системы (клетка устроена проще по сравнению с многоклеточным организмом или популяцией).

Уровень жизни – это форма и способ ее существования (вирус существует в виде молекулы ДНК или РНК, заключенной в белковую оболочку – форма существования вируса. Однако свойства живой системы вирус проявляет, только попав в клетку другого организма, где он размножается – способ его существования).

  Уровни организации

Биологи-ческая система

Компоненты, образующие систему

Основные процессы

1.
Молекулярно-генетический уровень   

Молекула

Отдельные биополимеры (ДНК, РНК, белки, липиды, углеводы и др.);

На этом уровне жизни изучаются явления, связанные с изменениями (мутациями) и воспроизведением генетического материала, обменом веществ.

2.
Клеточный

Клетка

Комплексы молекул химических соединений и органоиды клетки

Синтез специфических органических веществ; регуляция химических реакций; деление клеток; вовлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в биосистемы

3.
Тканевый

Ткань

Клетки и межклеточное вещество

Обмен веществ; раздражимость

4.
Органный

Орган

Ткани разных типов

Пищеварение; газообмен; транспорт веществ; движение и др.

5. Организменный

Организм

Системы органов

Обмен веществ; раздражимость; размножение; онтогенез. Нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности. Обеспечение гармоничного соответствия организма его среде обитания

6. Популяционно-видовой

Популяция

Группы родственных особей, объединенных определенным генофондом и специфическим взаимо-действием с окружающей средой

Генетическое своеобразие; взаимодействие между особями и популяциями; накопление элементарных эволюционных преобразований; выработка адаптации к меняющимся условиям среды

7.
Биогеоцено-тический

Биогеоценоз

Популяции разных видов; факторы среды; пространство с комплексом условий среды обитания

Биологический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь; подвижное равновесие между живым населением и абиотической средой; обеспечение живого населения условиями обитания и ресурсами

8.
Биосферный

Биосфера

Биогеоценозы и антропогенное воздействие

Активное взаимодействие живого и неживого (косного) вещества планеты; биологический глобальный круговорот; активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы

Часть А

А1. Уровень, на котором изучаются процессы биогенной миграции атомов, называется:

1) биогеоценотический      2) биосферный3) популяционно-видовой     

4) молекулярно-генетический

А2. На популяционно-видовом уровне изучают:

1) мутации генов2) взаимосвязи организмов одного вида3) системы органов      

4) процессы обмена веществ в организме

А3. Поддержание относительного постоянства химического состава организма называется

1) метаболизм 2) ассимиляция 3) гомеостаз

4) адаптация

А4. Возникновение мутаций связано с таким свойством организма, как

1) наследственность  2) изменчивость   3) раздражимость

4) самовоспроизведение          

А5. Какая из перечисленных биологических систем образует наиболее высокий уровень жизни?

1) клетка амебы 2) вирус оспы 3) стадо оленей 

4) природный заповедник

А6. Отдергивание руки от горячего предмета – это пример

1) раздражимости                                        2) способности к адаптациям3) наследования признаков от родителей  

4) саморегуляции

А7. Фотосинтез, биосинтез белков – это примеры

1) пластического обмена веществ   2) энергетического обмена веществ3) питания и дыхания                     

4) гомеостаза

А8. Какой из терминов является синонимом понятия «обмен веществ»?

1) анаболизм  2) катаболизм 3) ассимиляция 

4) метаболизм

Часть В

В1. Выберите процессы, изучаемые на молекулярно-генетическом уровне жизни:

1) репликация ДНК                            2) наследование болезни Дауна3) ферментативные реакции               4) строение митохондрий5) структура клеточной мембраны   

6) кровообращение

В2. Соотнесите характер адаптации организмов с условиями, к которым они вырабатывались

Часть  С

С1. Какие приспособления растений обеспечивают им размножение и расселение?

С2. Что общего и в чем заключаются различия между разными уровнями организации жизни?

Источник: https://biology100.ru/index.php/materialy-dlya-podgotovki/biologiya-nauka-o-zhizni/urovni-organizatsii-zhivoj-prirody

Vse-referaty
Добавить комментарий