Как называется глобальный уровень организации живой материи?

17 ответов на вопрос “Как называется глобальный уровень организации живой материи?”

Shadowbrew 24-12-2019 Ответить

сложившееся к 60-м гг. 20 в. представление о структурности живого. Жизнь на Земле представлена индивидуумами определённого строения, принадлежащими к определённым систематич. группам, а также сообществами разной сложности. Индивидуумы обладают молекулярной, клеточной, тканевой, органной структурностью; сообщества бывают одновидовые и многовидовые. Индивидуумы и сообщества организованы в пространстве и во времени. По подходу к их изучению можно выделить неск. основных У. о. ж. м. на базе разных способов структурно-функц. объединения составляющих элементов: молекулярный, субклеточный, клеточный, органотканевый, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический, биосферный. На биосферном уровне совр. биология решает глобальные проблемы, напр. определение интенсивности образования свободного кислорода растит, покровом Земли или изменения концентрации углекислого газа в атмосфере, связанного с деятельностью человека. На биогеоценотическом и биоценотическом уровнях ведущими являются проблемы взаимоотношений организмов в биоценозах, условия, определяющие их численность и продуктивность биоценозов, устойчивость последних и роль влияний человека на сохранение биоценозов и их комплексов. На популяционно-видовом уровне изучают факторы, влияющие на численность популяций, проблемы сохранения исчезающих видов, динамики генетич. состава популяций, действие факторов микроэволюции и т. д. Для хоз. деятельности человека важны такие проблемы популяционной биологии, как контроль численности видов, наносящих ущерб хозяйству, поддержание оптимальной численности эксплуатируемых и охраняемых популяций. На организменном уровне изучают особь и свойственные ей как целому черты строения, физиол. процессы, в т. ч. дифференцировку, механизмы адаптации (акклимации) и поведения, в частности — нейрогумоарльные механизмы регуляции, функции ЦНС. На органотканевом уровне осн.
проблемы заключаются в изучении особенностей строения и функций отд. органов и составляющих их тканей. Особый У. о. ж. м.— клеточный; биология клетки (цитология) — один из осн. разделов совр. биологии, включает проблемы морфологич. организаций клетки, специализации клеток в ходе развития, функций клеточной мембраны, механизмов и регуляции деления клетки. Эти проблемы имеют особенно важное значение для медицины, в частности, составляя основу проблемы рака. На уровне субклеточных, или надмолекулярных, структур изучают строение и функции органоидов (хромосом, митохондрий, рибосом и др.), а также др. включений клетки. Молекулярный уровень составляет предмет молекулярной биологии, изучающей строение белков, их функции как ферментов или элементов цитоскелета, роль нуклеиновых к-т в хранении, репликации и реализации генетич. информации, т. е. процессы синтеза ДНК, РНК и белков. На этом уровне достигнуты большие прак-тич. успехи в области биотехнологии и генной инженерии. Разделение живой материи и проблем биологии по уровням организации хотя и отражает объективную реальность, но в то же время является условным, т. к. почти все конкретные задачи биологии касаются одновременно неск. уровней, а нередко и всех сразу. Напр., проблемы эволюции или онтогенеза не могут рассматриваться только на уровне организма, т. е. без молекулярного, субклеточного, клеточного, органотканевого, а также популяционно-видового и биоценотич. уровней; проблема регуляции численности опирается на мол. уровень, но касается также всех вышестоящих, включая такие аспекты, как, напр., загрязнение всей биосферы. По наличию специфич. элементарных единиц и явлений считается достаточным выделение 4 осн. У. о. ж. м. (табл.). Представление об У. о. ж. м. наглядно отражает системный подход в изучении живой природы. (см. БИОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ).
mnnkuf 24-12-2019 Ответить

Различают
такие уровни организации живой материи
– уровни биологической организации:
молекулярный, клеточный, тканевый,
органный, организменный, популяционно-видовой
и экосистемный.
Молекулярный
уровень организации
– это уровень функционирования
биологических макромолекул – биополимеров:
нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов,
липидов, стероидов. С этого уровня
начинаются важнейшие процессы
жизнедеятельности: обмен веществ,
превращение энергии, передача
наследственной
информации.
Этот
уровень изучают: биохимия, молекулярная
генетика, молекулярная биология,
генетика, биофизика.
Клеточный
уровень
– это уровень клеток (клеток бактерий,
цианобактерий, одноклеточных животных
и водорослей, одноклеточных грибов,
клеток многоклеточных организмов).
Клетка – это структурная единица живого,
функциональная единица, единица развития.
Этот уровень изучают цитология, цитохимия,
цитогенетика, микробиология.
Тканевый
уровень организации
– это уровень, на котором изучается
строение и функционирование тканей.
Исследуется этот уровень гистологией
и гистохимией.
Органный
уровень организации
– это уровень органов многоклеточных
организмов. Изучают этот уровень
анатомия, физиология, эмбриология.
Организменный
уровень организации
– это уровень одноклеточных, колониальных
и многоклеточных организмов. Специфика
организменного уровня в том, что на этом
уровне происходит декодирование и
реализация генетической информации,
формирование признаков, присущих особям
данного вида. Этот уровень изучается
морфологией (анатомией и эмбриологией),
физиологией, генетикой, палеонтологией.
Популяционно-видовой
уровень
– это уровень совокупностей особей –
популяций
и
видов.
Этот
уровень изучается систематикой,
таксономией, экологией, биогеографией,
генетикой
популяций.
На
этом уровне изучаются генетические и
экологические
особенности популяций,
элементарные
эволюционные
факторы
и
их влияние на генофонд (микроэволюция),
проблема сохранения видов.
Экосистемный
уровень организации
– это уровень микроэкосистем, мезоэкосистем,
макроэкосистем. На этом уровне изучаются
типы питания, типы взаимоотношений
организмов и популяций в экосистеме,
численность
популяций,
динамика
численности популяций, плотность
популяций, продуктивность экосистем,
сукцессии. Этот уровень изучает экология.
Выделяют
также биосферный
уровень организации
живой материи. Биосфера – это гигантская
экосистема, занимающая часть географической
оболочки Земли. Это мега-экосистема. В
биосфере происходит круговорот веществ
и химических элементов, а также превращение
солнечной энергии.

2. Фундаментальные свойства живой материи

Обмен
веществ (метаболизм)
Обмен
веществ (метаболизм) – совокупность
протекающих в живых системах химических
превращений, обеспечивающих их
жизнедеятельность, рост, воспроизведение,
развитие, самосохранение, постоянный
контакт с окружающей средой, способность
адаптироваться к ней и ее изменениям.
В процессе обмена веществ происходит
расщепление и синтез молекул, входящих
в состав клеток; образование, разрушение
и обновление клеточных структур и
межклеточного вещества. В основе
метаболизма лежат взаимосвязанные
процессы ассимиляции (анаболизм) и
диссимиляции (катаболизм). Ассимиляция
– процессы синтеза сложных молекул из
простых с расходованием энергии,
запасенной в ходе диссимиляции (а также
накопление энергии при отложении в
запас синтезированных веществ).
Диссимиляция – процессы расщепления
(анаэробного или аэробного) сложных
органических соединений, идущее с
высвобождением энергии, необходимой
для осуществления жизнедеятельности
организма.
В отличие от тел неживой
природы обмен с окружающей средой для
живых организмов является условием их
существования. При этом происходит
самообновление. Процессы обмена веществ,
протекающие внутри организма, объединены
в метаболические каскады и циклы
химическими реакциями, которые строго
упорядочены во времени и пространстве.
Согласованное протекание большого
количества реакций в малом объеме
достигается путем упорядоченного
распределения отдельных звеньев обмена
веществ в клетке (принцип компартментализации).
Процессы обмена веществ регулируются
с помощью биокатализаторов – особых
белков-ферментов. Каждый фермент обладает
субстратной специфичностью катализировать
превращение лишь одного субстрата. В
основе этой специфичности лежит
своеобразное “узнавание” субстрата
ферментом. Ферментативный катализ
отличается от небиологического
чрезвычайно высокой эффективностью, в
результате чего скорость соответствующей
реакции повышается в 1010 – 1013 раз. Каждая
молекула фермента способна осуществлять
от нескольких тысяч до нескольких
миллионов операций в минуту, не разрушаясь
в процессе участия в реакциях. Еще одно
характерное отличие ферментов от
небиологических катализаторов состоит
в том, что ферменты способны ускорять
реакции при обычных условиях (атмосферном
давлении, температуре тела организма
и т.п.).
Все живые организмы могут быть
разделены на две группы – автотрофы и
гетеротрофы, отличающиеся источниками
энергии и необходимых веществ для своей
жизнедеятельности.
Автотрофы –
организмы, синтезирующие из неорганических
веществ органические соединения с
использованием энергии солнечного
света (фотосинтетики – зеленые растения,
водоросли, некоторые бактерии) или
энергии, получаемой при окислении
неорганического субстрата (хемосинтетики
– серо-, железобактерии и некоторые
другие), Автотрофные организмы способны
синтезировать все компоненты клетки.
Роль фотосинтезирующих автотрофов в
природы является определяющей – являясь
первичным продуцентом органического
вещества в биосфере, они обеспечивают
существование всех других организмов
и ход биогеохимических циклов в
круговороте веществ на Земле.
Гетеротрофы
(все животные, грибы, большинство
бактерий, некоторые бесхлорофилльные
растения) – организмы, нуждающиеся для
своего существования в готовых
органических веществах, которые, поступая
в качестве пищи, служат как источником
энергии, так и необходимым “строительным
материалом”. Характерной чертой
гетеротрофов является наличие у них
амфиболизма, т.е. процесса образования
мелких органических молекул (мономеров),
образующихся при переваривании пищи
(процесс деградации сложных субстратов).
Такие молекулы – мономеры используются
для сборки собственных сложных
органических соединений.
Самовоспроизведение
(репродукция)
Способность
к размножению (воспроизведению себе
подобных, самовоспроизведению) относится
к одному из фундаментальных свойств
живых организмов. Размножение необходимо
для того, чтобы обеспечить непрерывность
существования видов, т.к. продолжительность
жизни отдельного организма ограничена.
Размножение с избытком компенсирует
потери, обусловленные естественным
отмиранием особей, и таким образом
поддерживает сохранение вида в ряду
поколений особей. В процессе эволюции
живых организмов происходила эволюция
способов размножения. Поэтому у ныне
существующих многочисленных и
разнообразных видов живых организмов
мы обнаруживаем разные формы размножения.
Многие виды организмов сочетают несколько
способов размножения. Необходимо
выделить два, принципиально отличающихся
типа размножения организмов – бесполое
(первичный и более древний тип размножения)
и половое.
В процессе бесполого
размножения новая особь образуется из
одной или группы клеток (у многоклеточных)
материнского организма. При всех формах
бесполого размножения потомки обладают
генотипом (совокупность генов) идентичным
материнскому. Следовательно, все
потомство одного материнского организма
оказывается генетически однородным и
дочерние особи обладают одинаковым
комплексом признаков.
При половом
размножении новая особь развивается
из зиготы, образующейся путем слияния
двух специализированных половых клеток
(процесс оплодотворения), продуцируемых
двумя родительскими организмами. Ядро
в зиготе содержит гибридный набор
хромосом, образующийся в результате
объединения наборов хромосом слившихся
ядер гамет. В ядре зиготы, таким образом,
создается новая комбинация наследственных
задатков (генов), привнесенных в равной
мере обоими родителями. А развивающийся
из зиготы дочерний организм будет
обладать новым сочетанием признаков.
Иными словами, при половом размножении
происходит осуществление комбинативной
формы наследственной изменчивости
организмов, обеспечивающий приспособление
видов к меняющимся условиям среды и
представляющей собой существенный
фактор эволюции. В этом заключается
значительное преимущество полового
размножения по сравнению с бесполым.
Способность живых организмов к
самовоспроизведению базируется на
уникальном свойстве нуклеиновых кислот
к репродукции и феномене матричного
синтеза, лежащего в основе образования
молекул нуклеиновых кислот и белков.
Самовоспроизведение на молекулярном
уровне обусловливает как осуществление
обмена веществ в клетках, так и
самовоспроизведение самих клеток.
Клеточное деление (самовоспроизведение
клеток) лежит в основе индивидуального
развития многоклеточных организмов и
воспроизведения всех организмов.
Размножение организмов обеспечивает
самовоспроизведение всех видов,
населяющих Землю, что в свою очередь
обусловливает существование биогеоценозов
и биосферы.
Наследственность
и изменчивость
Наследственность
обеспечивает материальную преемственность
(поток генетической информации) между
поколениями организмов. Она тесно
связана с репродукцией на молекулярном,
субклеточном и клеточном уровнях.
Генетическая информация, определяющая
разнообразие наследственных признаков,
зашифрована в молекулярной структуре
ДНК (у некоторых вирусов – в РНК). В генах
закодирована информация о структуре
синтезируемых белков, ферментных и
структурных. Генетический код – это
система “записи” информации о
последовательности расположения
аминокислот в синтезируемых белках с
помощью последовательности нуклеотидов
в молекуле ДНК.
Совокупность всех
генов организма называется генотипом,
а совокупность признаков – фенотипом.
Фенотип зависит как от генотипа, так и
факторов внутренней и внешней среды,
которые влияют на активность генов и
обусловливают регулярные процессы.
Хранение и передача наследственной
информации осуществляется у всех
организмов с помощью нуклеиновых кислот,
генетический код един для всех живых
существ на Земле, т.е. он универсален.
Благодаря наследственности из поколения
в поколение передаются признаки,
обеспечивающие приспособленность
организмов к среде их обитания.
Если
бы при размножении организмов проявлялась
только преемственность существующих
признаков и свойств, то на фоне меняющихся
условий внешней среды существование
организмов было бы невозможно, так как
необходимым условием жизни организмов
является их приспособленность к условиям
среды обитания. Проявляется изменчивость
в разнообразии организмов, принадлежащих
к одному и тому же виду. Изменчивость
может реализовываться у отдельных
организмов в ходе их индивидуального
развития или в пределах группы организмов
в ряду поколений при размножении.
Выделяют две основные формы изменчивости,
различающиеся по механизмам возникновения,
характеру изменения признаков и, наконец,
их значимости для существования живых
организмов – генотипическую (наследственную)
и модификационную (ненаследственную).
Генотипическая
изменчивость связана с изменением
генотипа и приводит к изменению фенотипа.
В основе генотипической изменчивости
могут лежать мутации (мутационная
изменчивость) или новые комбинации
генов, возникающие в процессе оплодотворения
при половом размножении. При мутационной
форме изменения связаны, в первую
очередь, с ошибками при репликации
нуклеиновых кислот. Таким образом
происходит возникновение новых генов,
несущих новую генетическую информацию;
происходит появление новых признаков.
И если вновь возникающие признаки
полезны организму в конкретных условиях,
то они “подхватываются” и
“закрепляются” естественным
отбором. Таким образом, на наследственной
(генотипической) изменчивости базируется
приспособляемость организмов к условиям
внешней среды, разнообразие организмов,
создаются предпосылки для позитивной
эволюции.
При ненаследственной
(модификационной) изменчивости происходят
изменения фенотипа под действием
факторов внешней среды и не связанные
с изменением генотипа. Модификации
(изменения признаков при модификационной
изменчивости) происходят в пределах
нормы реакции, находящейся под контролем
генотипа. Модификации не передаются
следующим поколениям. Значение
модификационной изменчивости заключается
в том, что она обеспечивает приспособляемость
организма к факторам внешней среды в
течение его жизни.
Индивидуальное
развитие организмов
Всем
живым организмам свойственен процесс
индивидуального развития – онтогенез.
Традиционно, под онтогенезом понимают
процесс индивидуального развития
многоклеточного организма (образующегося
в результате полового размножения) от
момента формирования зиготы до
естественной смерти особи. За счет
деления зиготы и последующих поколений
клеток формируется многоклеточный
организм, состоящий из огромного числа
разных типов клеток, различных тканей
и органов. Развитие организма базируется
на “генетической программе”
(заложенной в генах хромосом зиготы) и
осуществляется в конкретных условиях
среды, существенно влияющей на процесс
реализации генетической информации в
ходе индивидуального существования
особи. На ранних этапах индивидуального
развития происходит интенсивный рост
(увеличение массы и размеров), обусловленный
репродукцией молекул, клеток и других
структур, и дифференцировка, т.е. появление
различий в структуре и усложнение
функций.
На всех этапах онтогенеза
существенное регулирующее влияние
оказывают на развитие организма различные
факторы внешней среды (температура,
гравитация, давление, состав пищи по
содержанию химических элементов и
витаминов, разнообразные физические и
химические агенты). Изучение роли этих
факторов в процессе индивидуального
развития животных и человека имеет
огромное практическое значение,
возрастающее по мере усиления
антропогенного воздействия на природу.
В различных областях биологии, медицины,
ветеринарии и других наук широко
проводятся исследования по изучению
процессов нормального и патологического
развития организмов, выяснению
закономерностей онтогенеза.
Раздражимость
3
класса
способов передачи информации,
описываемые догмой
Общие
Специальные
Неизвестные
ДНК
> ДНК
РНК
> ДНК
белок
> ДНК
ДНК
> РНК
РНК
> РНК
белок
> РНК
РНК
> белок
ДНК
> белок
белок
> белок
Неотъемлемым
свойством организмов и всех живых систем
является раздражимость – способность
воспринимать внешние или внутренние
раздражители (воздействия) и адекватно
на них реагировать. У организмов
раздражимость сопровождается комплексом
изменений, выражающихся в сдвигах обмена
веществ, электрического потенциала на
мембранах клеток, физико-химических
параметров в цитоплазме клеток, в
двигательных реакциях, а высокоорганизованным
животным присущи изменения в их
поведении.
4.
Центральная
догма молекулярной биологии —
обобщающее
наблюдаемое в природе правило реализации
генетической информации: информация
передаётся от нуклеиновых
кислот
к
белку,
но
не в обратном направлении. Правило было
сформулировано Френсисом
Криком
в
1958
году
и
приведено в соответствие с накопившимися
к тому времени данными в 1970
году.
Переход
генетической информации от ДНК
к
РНК
и
от РНК к белку
является
универсальным для всех без исключения
клеточных организмов, лежит в основе
биосинтеза макромолекул. Репликации
генома соответствует информационный
переход ДНК > ДНК. В природе встречаются
также переходы РНК > РНК и РНК > ДНК
(например у некоторых вирусов), а также
изменение конформации
белков,
передаваемое от молекулы к молекуле.
Универсальные
способы передачи биологической информации
В
живых организмах встречаются три вида
гетерогенных, то есть состоящих из
разных мономеров полимера —
ДНК,
РНК и белок. Передача информации между
ними может осуществляться 3 х 3 = 9
способами. Центральная догма разделяет
эти 9 типов передачи информации на три
группы:
-Общий —
встречающиеся
у большинства живых организмов;
-Специальный —
встречающиеся
в виде исключения, у вирусов
и
у мобильных
элементов генома
или
в условиях биологического эксперимента;
-Неизвестные —
не
обнаружены.
Репликация
ДНК (ДНК > ДНК)
ДНК —
основной
способ передачи информации между
поколениями живых организмов, поэтому
точное удвоение (репликация) ДНК очень
важна. Репликация осуществляется
комплексом белков, которые расплетают
хроматин,
затем
двойную спираль. После этого ДНК
полимераза и ассоциированные с ней
белки, строят на каждой из двух цепочек
идентичную копию.
Транскрипция
(ДНК > РНК)
Транскрипция —
биологический
процесс, в результате которого информация,
содержащаяся в участке ДНК, копируется
на синтезируемую молекулу информационной
РНК.
Транскрипцию
осуществляют факторы
транскрипции
и
РНК-полимераза.
В
эукариотической
клетке
первичный
транскрипт (пре-иРНК) часто редактируется.
Этот процесс называется сплайсингом.
Трансляция
(РНК > белок)
Зрелая
иРНК считывается рибосомами
в
процессе трансляции. В прокариотических
клетках
процесс транскрипции и трансляции не
разделён пространственно, и эти процессы
сопряжены. В эукариотических
клетках
место транскрипции клеточное
ядро
отделено
от места трансляции (цитоплазмы)
ядерной
мембраной,
поэтому
иРНК транспортируется
из ядра
в
цитоплазму. иРНК считывается рибосомой
в виде трёхнуклеотидных
«слов».
Комплексы
факторов
инициации
и
факторов
элонгации
доставляют
аминоацилированные транспортные
РНК
к
комплексу иРНК-рибосома.
5.
Обратная
транскрипция —
это
процесс образования двуцепочечной ДНК
на
матрице одноцепочечной РНК.
Данный
процесс называется обратной
транскрипцией, так как передача
генетической информации при этом
происходит в «обратном»,
относительно
транскрипции, направлении.[1]
Идея
обратной транскрипции вначале была
очень непопулярна, так как противоречила
центральной
догме молекулярной биологии,
которая
предполагала, что ДНК транскрибируется
в
РНК и далее транслируется
в
белки. Встречается у ретровирусов,
например,
ВИЧ
и
в случае ретротранспозонов.
Трансдукция
(от лат. transductio
— перемещение)
— процесс переноса бактериальной
ДНК
из
одной клетки в другую бактериофагом.
Общая
трансдукция используется в генетике
бактерий для картирования
генома
и
конструирования штаммов.
К
трансдукции способны как умеренные
фаги, так и вирулентные, последние,
однако, уничтожают популяцию бактерий,
поэтому трансдукция с их помощью не
имеет большого значения ни в природе,
ни при проведении исследований.
Векторная
молекула ДНК — это молекула ДНК,
которая выступает в роли носителя.
Молекулу-носитель должен отличать ряд
особенностей:
–
Способность к автономной репликации в
клетке хозяина (чаще бактериальной или
дрожжевой)
– Наличие
селективного маркера
– Наличие
удобных сайтов рестрикции
В
роли векторов чаще всего выступают
бактериальные плазмиды.
Anarazius 24-12-2019 Ответить

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

Уровни организации живой материи (размерная схема)

Уровни организации структуры тела на современном этапе эволюции

ТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Часть А

А1. Уровень, на котором изучаются процессы биогенной миграции атомов, называется:
1) биогеоценотический
2) биосферный
3) популяционно-видовой
4) молекулярно-генетический
А2. На популяционно-видовом уровне изучают:
1) мутации генов
2) взаимосвязи организмов одного вида
3) 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 адаптациям
3) наследования признаков от родителей
4) саморегуляции
А7. Фотосинтез, биосинтез белков – это примеры
1) пластического обмена веществ
2) энергетического обмена веществ
3) 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 Дауна
3) ферментативные реакции
4) строение митохондрий
5) 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?
Shakajinn 24-12-2019 Ответить

На молекулярном уровне осуществляется фиксация лучистой энергии и превращение этой энергии в химическую, запасаемую в клетках в углеводах и других химических соединениях, а химической энергии углеводов и других молекул – в биологически доступную энергию, запасаемую в форме макроэнергетических связей АТФ. Наконец, на этом уровне происходит превращение энергии макроэргических фосфатных связей в работу – механическую, электрическую, химическую, осмотическую, механизмы всех метаболических и энергетических процессов универсальны.
Биологические молекулы обеспечивают также преемственность между молекулярным и следующим за ним уровнем (клеточным), т.к. являются материалом, из которого образуются надмолекулярные структуры. Молекулярный уровень является «ареной» химических реакций, которые обеспечивают энергией клеточный уровень.
Клеточный уровень.Главнейшая специфическая черта этого уровня заключается в том, что с него начинается жизнь. Этот уровень представлен клетками, действующими в качестве самостоятельных организмов (бактерии, простейшие), а также клетками многоклеточных организмов. Будучи способными к жизни, росту и размножению, клетки являются основной формой организации живой материи, элементарными единицами, из которых построены все живые существа (прокариоты и эукариоты). Между клетками растений и животных нет принципиальных различий по структуре и функциям. Некоторые различия касаются лишь строения их мембран и отдельных органелл.
Специфичность клеточного уровня определяется специализацией клеток, существованием клеток в качестве специализированных единиц многоклеточного организма. На клеточном уровне происходит разграничение и упорядочение процессов жизнедеятельности в пространстве и во времени, что связано с приуроченностью функций к разным субклеточным структурам. Например, у клеток эукаритов значительно развиты мембранные системы (плазматическая мембрана, цитоплазматическая сеть, пластинчатый комплекс) и клеточные органеллы (ядро, хромосомы, центриоли, митохондрии, пластиды, лизосомы, рибосомы).
Мембранные структуры являются «ареной» важнейших жизненных процессов, причем двухслойное строение мембранной системы значительно увеличивает площадь «арены». Кроме того, мембранные структуры обеспечивают отделение клеток от окружающей среды, а также пространственное разделение в клетках многих биологических молекул. Мембрана клеток обладает высокоизбирательной проницаемостью. Поэтому их физическое состояние позволяет постоянное диффузное движение некоторых из содержащихся в них молекул белков и фосфолипидов. Помимо мембран общего назначения в клетках существуют внутренние мембраны, которые ограничивают клеточные органеллы.
Регулируя обмен между клеткой и средой, мембраны обладают рецепторами, которые воспринимают внешние стимулы. В частности, примерами восприятия внешних стимулов являются восприятие света, движение бактерий к источнику пищи, ответ клеток-мишеней на гормоны, например, на инсулин. Некоторые из мембран одновременно сами генерируют сигналы (химические и электрические). Замечательной особенностью мембран является то, что на них происходит превращение энергии. В частности, на внутренних мембранах хлоропластов происходит фотосинтез, тогда как на внутренних мембранах митохондрий осуществляется окислительное фосфорилирование. Компоненты мембран находятся в движении. Построенным главным образом из белков и липидов, мембранам присущи различные перестройки, что определяет раздражимость клеток – важнейшее свойство живого.
Тканевый уровеньпредставлен тканями, объединяющими клетки определенного строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью (пояснить на примере выхода растений на сушу). У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференциации клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная, а также кровь и лимфа). У растений различают: меристематическую, покровную, механическую, проводящую, основную и выделительную ткани.
Органный уровень.Представлен органами организмов. Орган – это обособленная совокупность тканей и отдельных клеток, выполняющих определенную функцию в пределах живого организма.
У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляется за счет различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счет разного количества тканей. Для позвоночных характерна цефализация (филогенетич. процесс обособления головы у билатерально-симметричных животных и включение в её состав органов, расположенных у предков в др. частях тела), защищающаяся в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.
Организменный уровень.Этот уровень представлен самими организмами – одноклеточными и многоклеточными организмами растительной и животной природы. Специфическая особенность организменного уровня заключается в том, что на этом уровне происходит декодирование и реализация генетической информации, создание структурных и функциональных особенностей, присущих организмам данного вида. Организмы уникальны в природе, потому что уникален их генетический материал, детерминирующий развитие, функции и взаимоотношение их с окружающей средой.
Популяционный уровень.Растения и животные не существуют изолированно, они объединены в популяции. Создавая надорганизменную систему, популяции характеризуются определенным генофондом и определенным местом обитания. В популяциях начинаются и элементарные эволюционные преобразования, происходит выработка адаптивной формы.
Видовой уровень.Этот уровень определяется видами растений, животных и микроорганизмов, существующими в природе в качестве живых звеньев. Популяционный состав видов чрезвычайно разнообразен. Вид может быть представлен от одной до многих тысяч популяций, которые приурочены к различным местообитаниям и занимают различные экологические ниши. Виды представляют собой результат эволюции и характеризуются сменяемостью. Ныне существующие виды не похожи на виды, существовавшие в прошлом (на примере женщин в прошлом и современности). Вид является единицей классификации живых существ.
Биоценотический уровень.Представлен биоценозами – сообществами организмов разной видовой принадлежности. В таких сообществах организмы разных видов в той или иной мере зависят один от другого. В ходе исторического развития сложились биогеоценозы (экосистемы), которые представляют собой системы, состоящие из взаимозависимых сообществ организмов и абиотических факторов среды. Экосистемам присуще динамическое (подвижное) равновесие между организмами и абиотическими факторами. На этом уровне осуществляются вещественно-энергетические круговороты, связанные с жизнедеятельностью организмов.
Биосферный уровень (глобальный).Этот уровень является высшей формой организации живого (живых систем). Он представлен биосферой. На этом уровне осуществляется объединение всех вещественно-энергетических круговоротов в единый гигантский биосферный круговорот веществ и энергии.
Между разными уровнями организации живого существует диалектическое единство, живое организовано по типу системной организации, основу которой составляет иерархичность систем. Переход от одного уровня к другому связан с сохранением функциональных механизмов, действующих на предшествующих уровнях, и сопровождается появлением структуры и функций новых типов, а также взаимодействия, характеризующегося новыми особенностями, т.е. связан с появлением нового качества.
3. Иерархия живого в биосфере
Органический мир целостен, т.к. составляет систему взаимосвязанных частей, в тоже время он дискретен, т. к. состоит из дискретных единиц организмов или особей. Каждый организм одновременно и целостная, и дискретная система. В биологии ХХ века сложились представления об уровнях организации как конкретном выражении упорядоченности, являющейся одной из основ живого. На всех уровнях организации жизни проявляются все основные свойства живой материи, хотя на каждом из уровней характер их проявления имеет качественные особенности.
Все многообразие организмов разделяется на две группы – прокариоты и эукариоты.
К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли, не имеют оформленного ядра, генетический материал (ДНК) находится прямо в цитоплазме и не окружен ядерной мембраной, отсутствуют митохондрии, центриоли, пластиды.
Эукариоты (растения, грибы, слизевики и животные) имеют типичный ядерный аппарат. Среди них как одноклеточные, так и многоклеточные организмы.
Таблица 1. Основные различия между прокариотами и эукариотами
Характеристика
Прокариоты
Эукариоты
Размеры клеток
Диаметр в среднем 0,5-5 мкм
Диаметр обычно до 40 мкм, объем клетки, как правило, в 1 000-10 000 раз больше
Форма
Одноклеточные или нитчатые
Одноклеточные, нитчатые или истинно многоклеточные
Генетический материал
Кольцевая ДНК находится в цитоплазме и ничем не защищена. Нет истинного ядра или хромосом, нет ядрышка
Линейные молекулы ДНК связаны с белками и РНК и образуют хромосомы внутри ядра. Внутри ядра находится ядрышко.
Синтез белка
Рибосомы мельче, эндоплазматического ретикулума нет
Рибосомы крупнее, могут быть прикреплены к эндоплазматическому ретикулуму
Органеллы
Мало, ни одна из них не имеет оболочки (двойной мембраны)
Много, некоторые окружены двойной мембраной (ядро, митохондрии, хлоропласты), другие ограничены одинарной (вакуоли, а. Гольджи, лизосомы, ЭР и т.д.)
Клеточные стенки
Жесткие, содержат полисахариды и аминокислоты. Основной уплотняющий компонент – муреин
У растений и грибов жесткие и содержат полисахариды. Основной уплотняющий компонент у растений – целлюлоза, у грибов – хитин
Дыхание
У бактерий происходит в мезосомах; у сине-зеленых водорослей – в цитоплазматических мембранах
Аэробное дыхание происходит в митохондриях
Фотосинтез
Хлоропластов нет, происходит в мембранах, не имеющих специфической упаковки
В хлоропластах, содержащих специальные мембраны, которые уложены в ламеллы или граны
Фиксация азота
Бактерии обладают этой способностью (некоторые)
Не способны
В настоящее время на поверхности нашей планеты произрастает свыше 500 000 видов растений, из них около 200 000 видов цветковых.
Все множество живых организмов классифицируется по определенной системе иерархически соподчиненных групп – таксонов. Таксон– группа организмов, связанных той или иной степенью родства и достаточно обособленную, чтобы ей можно было присвоить таксономическую категорию того или иного ранга – вид, род, семейство, порядок, класс, отдел, царство и надцарство.
Большинство современных ученых признают 2 надцарства – прокариоты и эукариоты. Надцарство прокариот включает 2 царства – архебактерии и бактерии (в т.ч. сине-зеленые водоросли); надцарство эукариот – 3 царства – животные, грибы и растения.
Каждое растение относится к определенному виду, а вид – к роду. В настоящее время во всех странах мира общепризнанной является бинарная номенклатура, введенная К.Линнеем, т.е. двойное название растений (лютик едкий – Ranunculus acer).
Вершина эволюции животного мира – тип хордовых, растительного мира – тип покрытосеменных.
Большинство биологов считают, что свойства живого в полной мере проявляются в отдельном организме, что единицей жизни является клетка, и что специфика живого связана с особой упорядоченностью биологических структур – молекул ДНК. Но проблемы биологической организации значительно шире и их решение – это выявление общих принципов в организации живого, законов возникновения развития жизни.
Людвиг фон Берталанфи в 1927 году разработал “Организменную концепцию”, которая далее трансформировалась в “Общую теорию систем”. Основа его концепции – иерархический порядок организации живой природы, в котором каждая система – комплекс взаимодействующих элементов – является компонентом системы более высокого уровня: атомы в молекуле, молекулы в клетке, клетки в организме, организмы в колониях и сообществах.
В развитии систем одни организаторы подчинены другим – рангом выше, те в свою очередь подчинены еще более высоким рангам. Следовательно, организацию данной системы нельзя объяснить суммированием свойств ее элементов, а надо исходить из ее соподчиненного положения в иерархии живой природы. Выделяют следующие градации: микромир, макромир, мегамир.
Микромир мы можем постичь, только используя микроскопическую технику. Человек живет на среднем уровне, наиболее богатом в информационном отношении – это макромир. Все, что выходит за пределы нашей биосферы – мегамиры.
Исходное научное знание фиксирует и формирует объект и предмет научного исследования, в которых накапливаются научные факты и возникают научные проблемы. Решение проблемы начинается с выдвижения идей и формулирования гипотез. Подтвержденные гипотезы принимают статус законов и тем самым завершают формирование зрелой теории. Метатеории – синтез мирового научного знания в общих и частных научных картинах мира.
Alsahuginn 24-12-2019 Ответить

Все живое на Земле характеризуется иерархичностью (соподчиненностью) структурной организации, начинающейся с гигантских полимерных молекул и продолжающийся на уровне клеток многоклеточных организмов и надорганизменных сообществ (вид, биогеоценоз, биосфера). Функционирование биологических систем на менее сложном уровне является необходимой предпосылкой осуществления свойств живого на более высоком уровне. Так, размножение (самовоспроизведение) на уровне многоклеточных организмов (человек) невозможно без репликации ДНК, деления клеток.
Биологические системы образуются из объединения множества компонентов в более крупные структурно-функциональные единицы, обладающие новыми свойствами, которые не встречаются по отдельности у их составных частей. Такие популяционный свойства, как длительное, в течение многих поколений, существование в среде, генофонд, возрастной и половой состав и др., отсутствуют у отдельных особей, составляющих эти популяции.
Все многообразие живой природы можно свести к пяти структурным уровням и выделить наиболее значимые биологические явления, специфичные данному уровню.
Уровень жизни – функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей «системе систем живого». Выделяют: молекулярно-генетический, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биосферно-биогеоценотический уровни организации.
Молекулярно-генетический уровень.
Любая живая система, вне зависимости от сложности организации, проявляется на уровне функционирования биополимеров – нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и др. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации.
Элементарная эволюционная единица – триплет нуклеотидов (кодон).
Элементарные эволюционные явления – репликация, рекомбинация, репарация, транскрипция, трансляция.
Этот уровень изучают науки: биохимия, биофизика, молекулярная биология, молекулярная генетика, вирусология, физиология, цитохимия, микробиология, используя следующие методы исследования: электрофорез, хроматография, ультрацентрифугирование, рентгеноструктурный анализ, радиоизотопы, искусственное моделирование систем.
Клеточный уровень.
Клетка является структурной, функциональной единицей, а также единицей развития всего живого на Земле.
Элементарная эволюционная единица – клетка.
Элементарное эволюционное явление – деление клетки.
Строение клетки и внутриклеточных компонентов, связи и отношения между клетками в различных тканях и органах изучают науки: цитология, гистология, вирусология, микробиология, физиология при помощи методов: световая и электронная микроскопия, центрифугирование, авторадиография, культура тканей и др.
Felace 24-12-2019 Ответить

Тканево-органный уровень
Ткань состоит из клеток, которые очень схожи между собой. В животных организмах существует 4 вида тканей: мышечная, нервная, эпителиальная и соединительная, – в то время как растения имеют 6 их видов. Из тканей образуются органы, и каждый из них выполняет свою функцию. Орган часто состоит из нескольких видов тканей, одна из которых обязательно преобладает.
Организменный уровень
Организмы могут быть как многоклеточными, так и одноклеточными. Последние, соответственно, пропускают такой уровень организации живой материи, как тканево-органный. Многоклеточные же представляют собой целостную систему, которая может существовать самостоятельно и поддерживать свою внутреннюю среду в стабильном состоянии (гомеостаз).

Следующий уровень организации живой материи: популяционно-видовой
В мире существуют около 2 миллионов видов живых организмов. Данный уровень организации живой материи более масштабный, чем предыдущие. Вид охватывает похожих особей, способных к размножению и воспроизведению здорового потомства. Популяцией же называются особи, которые принадлежат к одному виду и очень долго проживают на одной территории.
Биогеоцинотический и биосферный уровни организации
Биогеоциноз охватывает уже не только живые организмы. В него (в экосистему) входят все те представители, которые взаимодействуют с факторами среды своего обитания. Биосферный уровень организации живой материи – самый глобальный. Он охватывает все экосистемы, а также затрагивает гидросферу, литосферу и атмосферу.
Arikul 24-12-2019 Ответить

Таким образом, биосфера в своей основе является продуктом взаимодействия живой и неживой природы. Миграция и превращения химических элементов на поверхности Земли, в почве, атмосфере и гидросфере происходят под действием живого вещества.
Составляющими элементарными единицами биосферы является экосистемы совокупности живых организмов на определенном участке, которые взаимодействуют с окружающей средой.
Биосфера в целом, как и отдельные экосистемы, включает в себя три основных компонента:
Живое вещество – это совокупность живых организмов, которая определяется понятием биомассы.
Биогенная вещество – это минеральные и органические продукты, созданные живым веществом.
Биокостное вещество – это вещества, которые образуются в результате взаимоотношений живых организмов с неживой природой.

Живые организмы

Организмы классифицируются по таксономии в определенные группы, такие как многоклеточные животные, растения и грибы; или одноклеточные микроорганизмы, такие как протисты, бактерии и археи. Все типы организмов способны к размножению, росту и развитию, поддержанию и некоторой степени реакции на стимулы. Люди – многоклеточные животные, состоящие из многих триллионов клеток, которые дифференцируются во время развития в специализированные ткани и органы.
Все живые организмы, которые существуют на Земле, входят в состав различных экосистем. Занимая определенную экологическую нишу, растения, животные, грибы и микроорганизмы, связанные между собой трофическими связями, выполняют определенные экологические функции. По экологическим функциями живые организмы делятся на:
продуценты – это живые существа, способные превращать неорганические вещества в органические;
консументы – это живые организмы, которые превращают одни виды органических веществ в другие;
редуценты – организмы, которые разлагают органическое вещество до неорганического.
Атмосфера 24-12-2019 Ответить

Вопрос 2. Перечислите и охарактеризуйте уровни организации живой материи.
Обычно выделяют восемь уровней организации живого.
Молекулярно-генетический уровень. Это уровень макромолекул: нуклеиновых кислот, углеводов, белков и других органических веществ. На этом уровне начинаются важнейшие биологические процессы: кодирование и передача наследственной информации, обмен веществ, превращение энергии.
Клеточный уровень. Клетка — это структурно-функциональная единица живого. Процессы, происходящие в клетке, лежат в основе роста и развития живых организмов.
Тканевый уровень. Ткань — это совокупность клеток, сходных по строению, происхождению и выполняемой функции. В состав ткани входит также межклеточное вещество.
Органный уровень. Орган — это обособленная часть организма, имеющая определенную форму, строение, расположение и выполняющая конкретную функцию. Орган, как правило, образован несколькими тканями, среди которых одна (реже — две) преобладает.
Организменный (онтогенетический) уровень. Организм — целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию и поддержанию гомеостаза (т. е. постоянства внутренней среды). Многоклеточный организм представляет собой совокупность тканей и органов.
Популяционно-видовой уровень. Вид — это совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. На этом уровне под действием эволюционных факторов осуществляется процесс видообразования. Популяция — это совокупность особей одного вида, в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений) населяющих определенную территорию внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других подобных совокупностей.
Биогеоценотический (Экосистемный) уровень. Биогеоценоз — исторически сложившаяся совокупность организмов разных видов, взаимодействующая со всеми факторами их среды обитания.
Биосферный (глобальный) уровень. Биосфера — биологическая система высшего ранга, охватывающая все явления жизни в атмосфере, гидросфере, литосфере и объединяющая все экосистемы в единый комплекс. На этом уровне происходят вещественно-энергетические круговороты, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.
Landardin 24-12-2019 Ответить

Объединяясь, макромолекулы разных типов образуют надмоле-кулярные структуры, примерами которых являются нуклеопроте-иды, представляющие собой комплексы нуклеиновых кислот и белков, липопротеиды (комплексы липидов и белков), рибосомы (комплексы нуклеиновых кислот и белков). В этих структурах комплексы связаны нековалентно, однако нековалентное связывание весьма специфично. Биологическим макромолекулам присущи непрерывные превращения, которые обеспечиваются химическими реакциями, катализируемыми ферментами. В этих реакциях ферменты превращают субстрат в продукт реакции в течение исключительно короткого времени, которое может составлять несколько миллисекунд или даже микросекунд. Так, например, время раскручивания двухцепочечной спирали ДНК перед ее репликацией составляет всего лишь несколько микросекунд.
Биологическая специфика молекулярного уровня определяется функциональной специфичностью биологических молекул. Например, специфичность нуклеиновых кислот заключается в том, что в них закодирована генетическая информация о синтезе белков. Этим свойством не обладают другие биологические молекулы.
Специфичность белков определяется специфической последовательностью аминокислот в их молекулах. Эта последовательность определяет далее специфические биологические свойства белков, т. к. они являются основными структурными элементами клеток, катализаторами и регуляторами различных процессов, протекающих в клетках. Углеводы и липиды являются важнейшими источниками энергии, тогда как стероиды в виде стероидных гормонов имеют значение для регуляции ряда метаболических процессов.
Специфика биологических макромолекул определяется также и тем, что процессы биосинтеза осуществляются в результате одних и тех же этапов метаболизма. Больше того, биосинтезы нуклеиновых кислот, аминокислот и белков протекают по сходной схеме у всех организмов независимо от их видовой принадлежности. Универсальными являются также окисление жирных кислот, глико-лиз и другие реакции. Например, гликолиз происходит в каждой живой клетке всех организмов-эукариотов и осуществляется в результате 10 последовательных ферментативных реакций, каждая из которых катализируется специфическим ферментом. Все аэробные организмы-эукариоты обладают молекулярными «машинами» в их митохондриях, где осуществляется цикл Кребса и другие реакции, связанные с освобождением энергии. На молекулярном уровне происходят многие мутации. Эти мутации изменяют последовательность азотистых оснований в молекулах ДНК.
На молекулярном уровне осуществляется фиксация лучистой энергии и превращение этой энергии в химическую, запасаемую в клетках в углеводах и других химических соединениях, а химической энергии углеводов и других молекул — в биологически доступную энергию, запасаемую в форме макроэнергетических связей АТФ. Наконец, на этом уровне происходит превращение энергии макроэргических фосфатных связей в работу — механическую, электрическую, химическую, осмотическую, механизмы всех метаболических и энергетических процессов универсальны.
Биологические молекулы обеспечивают также преемственность между молекулярным и следующим за ним уровнем (клеточным), т. к. являются материалом, из которого образуются надмолекуляр-ные структуры. Молекулярный уровень является «ареной» химических реакций, которые обеспечивают энергией клеточный уровень.
Клеточный уровень. Этот уровень организации живого представлен клетками, действующими в качестве самостоятельных организмов (бактерии, простейшие и другие), а также клетками многоклеточных организмов. Главнейшая специфическая черта этого ^уровня заключается в том, что с него начинается жизнь. Будучи способными к жизни, росту и размножению, клетки являются ос-иовной формой организации живой материи, элементарными еди-Вицами, из которых построены все живые существа (прокариоты и эукариоты). Между клетками растений и животных нет принципиальных различий по структуре и функциям. Некоторые различия касаются лишь строения их мембран и отдельных органелл. Заметные различия в строении есть между клетками-прокариотами и клетками организмов-эукариотов, но в функциональном плане эти различия нивелируются, ибо везде действует правило «клетка от клетки». Надмолекулярные структуры на этом уровне формируют мембранные системы и органеллы клеток (ядра, митохондрии и др.).
Специфичность клеточного уровня определяется специализацией клеток, существованием клеток в качестве специализированных единиц многоклеточного организма. На клеточном уровне происходит разграничение и упорядочение процессов жизнедеятельности в пространстве и во времени, что связано с приуроченностью функций к разным субклеточным структурам. Например, у клеток эукариотов значительно развиты мембранные системы (плазматическая мембрана, цитоплазматическая сеть, пластинчатый комплекс) и клеточные органеллы (ядро, хромосомы, центриоли, митохондрии, пластиды, лизосомы, рибосомы).
Мембранные структуры являются «ареной» важнейших жизненных процессов, причем двухслойное строение мембранной системы значительно увеличивает площадь «арены». Кроме того, мембранные структуры обеспечивают отделение клеток от окружающей среды, а также пространственное разделение в клетках многих биологических молекул. Мембрана клеток обладает высокоизбирательной проницаемостью. Поэтому их физическое состояние позволяет постоянное диффузное движение некоторых из содержащихся в них молекул белков и фосфолипидов. Помимо мембран общего назначения в клетках существуют внутренние мембраны, которые ограничивают клеточные органеллы.
Регулируя обмен между клеткой и средой, мембраны обладают рецепторами, которые воспринимают внешние стимулы. В частности, примерами восприятия внешних стимулов являются восприятие света, движение бактерий к источнику пищи, ответ клеток-мишеней на гормоны, например, на инсулин. Некоторые из мембран одновременно сами генерируют сигналы (химические и электрические).’Замечательной особенностью мембран является то, что на них происходит превращение энергии. В частности, на внутренних мембранах хлоропластов происходит фотосинтез, тогда как на внутренних мембранах митохондрии осуществляется окислительное фосфорилирование.
Компоненты мембран находятся в движении. Построенным главным образом из белков и липидов, мембранам присущи различные перестройки, что определяет раздражимость клеток — важнейшее свойство живого.
Тканевой уровень представлен тканями, объединяющими клетки определенного строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточ-ностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференциации клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная, а также кровь и лимфа). У растений различают меристематическую, защитную, основную и проводящую ткани. На этом уровне происходит специализация клеток.
Органный уровень. Представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счет различных орга-нелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счет разного количества тканей. Для позвоночных характерна цефализация, защищающаяся в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.
Организменный уровень. Этот уровень представлен самими организмами — одноклеточными и многоклеточными организмами растительной и животной природы. Специфическая особенность орга-низменного уровня заключается в том, что на этом уровне происходит декодирование и реализация генетической информации, создание структурных и функциональных особенностей, присущих организмам данного вида. Организмы уникальны в природе, потому что уникален их генетический материал, детерминирующий развитие, функции и взаимоотношение их с окружающей средой.
Популяционный уровень. Растения и животные не существуют изолированно; они объединены в популяции. Создавая надорганиз-менную систему, популяции характеризуются определенным генофондом и определенным местом обитания. В популяциях начинаются и элементарные эволюционные преобразования, происходит выработка адаптивной формы.
Видовой уровень. Этот уровень определяется видами растений, животных и микроорганизмов, существующими в природе в качестве живых звеньев. Популяционный состав видов чрезвычайно разнообразен. В составе одного вида может быть от одной до многих тысяч популяций, представители которых характеризуются самым различным местообитанием и занимают разные экологические ниши. Виды представляют собой результат эволюции и характеризуются сменяемостью. Ныне существующие виды не похожи на виды, существовавшие в прошлом. Вид является также единицей классификации живых существ.
Биоценотический уровень. Представлен биоценозами — сообществами организмов разной видовой принадлежности. В таких сообществах организмы разных видов в той или иной мере зависят один от другого. В ходе исторического развития сложились биогеоценозы (экосистемы), которые представляют собой системы, состоящие из взаимозависимых сообществ организмов и абиотических факторов среды. Экосистемам присуще динамическое (подвижное) равновесие между организмами и абиотическими факторами. На этом уровне осуществляются вещественно-энергетические круговороты, связанные с жизнедеятельностью организмов.
Биосферный (глобальный) уровень. Этот уровень является высшей формой организации живого (живых систем). Он представлен биосферой. На этом уровне осуществляется объединение всех вещественно-энергетических круговоротов в единый гигантский биосферный круговорот веществ и энергии.
Между разными уровнями организации живого существует диалектическое единство, живое организовано по типу системной организации, основу которой составляет иерархичность систем. Переход от одного уровня к другому связан с сохранением функциональных механизмов, действующих на предшествующих уровнях, и сопровождается появлением структуры и функций новых типов, а также взаимодействия, характеризующегося новыми особенностями, т. е. связан с появлением нового качества.
Вопросы для обсуждения
1. В чем заключается всеобщий методологический подход к пониманию сущности жизни? Когда он возник и в связи с чем?
2. Можно ли определить сущность жизни? Если да, то в чем заключается это определение и каковы его научные обоснования?
3. Возможна ли постановка вопроса о субстрате жизни?
4. Назовите свойства живого. Укажите, какие из этих свойств характерны для неживого и какие только для живого.
5. Какое значение для биологии имеет подразделение живого на уровни организации? Имеет ли такое подразделение практическое значение?
6. Какими общими чертами характеризуются разные уровни организации живого?
7. Почему нуклеопротеиды считают субстратом жизни и при каких условиях они выполняют эту роль?
8. Какое содержание вкладывают в понятия «мертвое» и «неживое»?
Литература
Верная Д. Возникновение жизни М.: Мир. 1969. 391 стр.
Опарин А. В. Материя, жизнь, интеллект. М.: Наука. 1977. 204 стр
Пехов А. П. Биология и научно-технический прогресс. М.: Знание. 1984. 64 стр.
Karcher S. J. Molecular Biology. Acad. Press. 1995. 273 pp.
Murphy M. P., O’Neill L. A. (Eds.) What is Life? The Next Fifty Years. Cambridge University Press. 1995. 203 pp.
Spellshaper 24-12-2019 Ответить

7) Биоценотический. Уровень, на котором живые организмы объединяются в биоценозы – совокупность всех популяций, проживающих на конкретной территории. Принадлежность к тому или иному виду в этом случае не имеет значения.
8) Биогеоценотический. Этот уровень обусловлен образованием биогеоценозов, то есть совокупности биоценоза и неживых факторов (почва, климатические условия) в той области, где биоценоз обитает.
9) Биосферный. Уровень, объединяющий все живые организмы на планете. Таким образом, уровни организации живой материи включают в себя девять пунктов. Подобная классификация определяет существующую в современной науке систематизацию живых организмов.
Объект изучения в экологии. Экология занимается изучением организма во всей совокупности его взаимоотношений со средой. Таким образом, предметом экологии являются – популяции видов, а объектом – взаимоотношения этих популяций с живой (другие организмы) и неживой природой.
Казалось бы, этим же занимается и физиология, но, как отмечает Плантефоль: физиолог изучает организм, помещенный в искусственные условия. Эколог же рассматривает организм не в теоретически созданной среде (всегда себе подобной вплоть до отдельного фактора), а в окружающем мире, в котором действуют постоянно меняющиеся силы. Существует масса примеров несоответствия результатов, полученных в лабораторных условиях, и наблюдаемых в природе. Например, размножение диатомовых водорослей в культуре. Разумеется, приведенные факты не означают, что лабораторные исследования не представляют интереса. Напротив, они необходимы, но нельзя бездумно внедрять в природу результаты экспериментов.
Из всего вышесказанного вы согласитесь с мнением другого французского исследователя Лабейри, что экология – это все-таки наука о реальном. Это естественная наука, но вид исследуется экологией не на уровне отдельно взятой особи (особь остается объектом исследования морфологии, систематики, физиологии), а всей популяции, т.е. совокупности особей, которая занимает определенную территорию и обновляется во времени. Для выделения вида как основной структурной единицы живого вещества используются два подхода. Вид может определяться как совокупность организмов, обладающих единством морфологических признаков (морфологический вид). Другой подход базируется на особенностях биологии размножения и экологии (биологический вид). Вид – это совокупность сходных между собой особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и в репродуктивном отношении изолированных от других сходных совокупностей особей. Вид обладает единым геномом и ареалом. В экологическом отношении для особей одного вида характерны одни и те же взаимоотношения со средой обитания (единство ареала). Вид состоит из популяций особей.
Положение экологии в системе естественных наук обеспечивает ее теснейшую связь с биологией (систематика, зоология, ботаника, физиология, генетика и др.), географией (ландшафтоведение, биогеография, климатология, медицинская география, демография и др.), медициной (гигиена, токсикология, бактериология, эпидемиология и др.,), с социальными науками (социология, психология, лингвистика, экономика и др.), с рядом правовых (экологическое право) и естественных наук (физика, химия, математика и кибернетика).
2. Передача энергии по цепям питания. Правило 10%.
Цепь питания – перенос энергии от его источника через ряд организмов. Все живые организмы связаны между собой энергетическими отношениями, поскольку являются объектами питания других организмов. Травоядные животные (потребители первого порядка) поедают растения, первичные хищники (потребители второго порядка) поедают травоядных, вторичные хищники (потребители третьего порядка) поедают хищников помельче. Таким образом, создаются пищевые цепи из продуцентов и консументов, которые на разных этапах смыкаются с сообществом редуцентов.
Каждый из уровней питания называется трофическим уровнем. Фактически при поедании организмами друг друга по трофическим уровням переносится энергия. В каждом последующем трофическом звене количество энергии убывает. Это связано с тем, что какое-то количество энергии, поступившей в трофический уровень, всегда будет рассеиваться в виде тепла. Солнечная энергия, попадающая на фотосинтезирующие органы растений, аккумулируется во вновь образующихся органических соединениях. Эта энергия используется продуцентами по-разному. Часть ее тратится на дыхание, т.е. на биологическое окисление, часть запасается в виде вновь возникшей биомассы.
Биомасса – это масса организмов определенной группы или сообщества в целом. Некоторую долю созданной продуцентами биомассы съедают травоядные животные. Хищники потребляют травоядных животных и получают долю энергии. Большая часть энергии, полученная консументами с пищей, тратится на процессы, происходящие в клетках, а также выводится с продуктами жизнедеятельности в окружающую среду. Меньшая часть энергии идет на увеличение массы тала, рост и размножение. Часть биомассы продуцентов, не съеденная животными, отмирает, и с отмершей биомассой аккумулированная в ней энергия поступает в почву в виде растительного опада.
Растительный и животный опад (трупы, экскременты) пища редуцентов. Определенное количество энергии запасается в биомассе редуцентов, а часть рассеивается. Таким образом, энергия аккумулируется на уровне продуцентов, проходит через консументы и редуценты, входит в состав органических веществ, почвы, и рассеивается при разрушении ее разнообразных соединений. Через любую экосистемы проходит поток энергии, определенная часть которого используется каждым живым существом.
При переходе энергии с одного уровня на другой часть ее безвозвратно теряется: в виде теплового излучения (затраты на дыхание), в виде отходов жизнедеятельности. Поэтому количество высокоорганизованной энергии постоянно уменьшается при переходе с одного трофического уровня на последующий. В среднем на данный трофический уровень поступает ? 10 % энергии, поступившей на предыдущий трофический уровень; эта закономерность называется правилом «десяти процентов», или правилом экологической пирамиды. Поэтому количество трофических уровней всегда ограничено (4-5 звеньев), например, уже на четвертый уровень поступает только 1/1000 часть энергии от поступившей на первый уровень.
Все типы пищевых цепей всегда существуют в сообществе таким образом, что член одной цепи является также членом другой. Соединения цепей образую пищевую сеть экосистемы. Угнетение или разрушение любого звена экосистемы с неизбежностью отразится на экосистеме в целом.
ombudsmen 24-12-2019 Ответить

Клеточный уровень.Клетка является структурной и функциональной единицей развития всех живых организмов.
Тканевый уровень.Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполнением общей функции.
Органный уровень.Органы — это структурно-функциональные объединения нескольких типов тканей, которые выполняют целый ряд функций.
Эти уровни изучает отдельный раздел экологии — эндо-логия. Внего входят такие науки, как молекулярная экология, экологическая генетика, экология клеток, экология тканей, экологическая морфология и другие.
Общая экология(экзоэкология) изучает более высокие уровни живой материи:
— организменный,
— популяционно-видовой,
— биоценотический,
— биогеоценотический,
— биосферный.
Такой подход позволяет рассматривать общую экологию как науку о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях с условиями среды.
В соответствии с уровнями организации живой материи общая экология подразделяется на отдельные разделы: аутэко-логию, демэкологию, эйдэкологию, синэкологию, биогеоцено-логию и глобальную экологию.
Аутэкология(от греч. autos — сам) — раздел экологии, изучающий взаимоотношения отдельных организмов с окружающей средой. Термин «аутэкология» был введен в 1896 г. Шретером именно для обозначения экологии особей. Аутэкология рассматривает, прежде всего, организмы (особи) как живые существа, которые обладают совокупностью свойств, отличающих их от неживой материи: клеточная организация, обмен веществ, размножение, изменчивость и наследственность, рост и развитие, раздражительность, движение, а также приспособляемость к условиям существования.
Организм— это открытая биологическая система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотношение которых и особенности строения детерминированы их функционированием как целого. Каждый организм имеет свою структуру (строение), абсолютно специфичную и присущую только его виду. Организм представляет собой конкретную единицу обмена веществ, и в этой функции он выступает как самостоятельная биологическая система, находящаяся в тесных взаимосвязях с внешними условиями и с более крупными биологическими системами.
Организм был первым биологическим объектом, который рассматривался как система функционально интегрированных морфологически обособленных частей. Известный ученый У. Кеннон в 1929 г. ввел термин гомеостаз(от греч. homoios — одинаковый), означающий способность организма как целого поддерживать постоянство внутренней среды. Позднее идея целостного организма была эффективно разработана акад. П.К. Анохиным в его концепции функциональных физиологических систем (1949).
Живущие на Земле организмы очень разнообразны. Подавляющее большинство ныне живущих организмов состоит из клеток. Лишь немногие примитивнейшие организмы — вирусы и фаги — не имеют клеточного строения. По этому важнейшему признаку все живое делится на две империи— доклеточные (вирусы и фаги) и клеточные (сюда относят все остальные организмы).
Империя доклеточных состоит из единственного царства — вирусов. Вирусы (лат. virus — яд) — неклеточные формы жизни. Они способны проникать в определенные живые клетки и размножаться только внутри этих клеток. Вирусы бактерий называются фагами(от греч. phagos — пожиратель) или бактериофагами.
Организмы с клеточным строением объединяются в империю клеточных или кариот(от греч. karyon — ядро ореха). По наличию или отсутствию ядра клеточные организмы делят на два надцарства: безъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты) (от греч. «протос» — первый, «эу» — собственно, настоящий). К первой группе относят бактерии, архебактерии, сине-зеленые водоросли. Ко второй — всех животных, растения и грибы. Каждая из этих групп выполняет свою роль в биосфере (таблица 1.2).
Таблица 1.2 Система живых организмов и их биосферная роль (поЛапо, 1987)
Надцарства
Царства
Подцарства
Автотрофы
Гетеротрофы
Миксотрофы
Фототрофы
Хемотрофы
Прокариоты
Дробянки
Бактерии
+
+
+
+
Архебактерии
+
+
+
+
Цианобактерии
(сине-зеленые водоросли)
+
+
+
Эукариоты
Растения
Низшие растения (водоросли) Высшие растения
+ +
_
Редко
+ +
Грибы
Низшие грибы Высшие грибы
–
–
+ +
–
ц
Животные
Простейшие Многоклеточные
–
–
+ +
–
Все уровни организации живого по отношению к организму являются надорганизменными системами.
Демэкология(от греч. demos — народ), или популяцион-ная экология — наука о популяциях, которая изучает действие факторов среды в популяциях, динамику численности популяций. Популяции — элементарные надорга-низменные макросистемы, являющиеся структурной единицей вида и эволюции.
Популяция — это группа организмов (особей) одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию, и в той или иной степени изолированная от других сходных групп.
Эйдэкология (от греч. eidos — образ, вид), или экология видов — наименее разработанный раздел современной экологии. Под видом понимается совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, населяющих определенный ареал, обладающих рядом общих морфо-физиологических признаков и типов взаимоотношений с окружающей средой. Вид — основная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап их эволюции, поэтому вид принят в качестве основной таксономической категории в биологической систематике. Вместе с тем вид является и экологической единицей.
Синэкология (от греч. syn — вместе), или экология сообществ (биоценология), изучает ассоциации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, образующих биоценозы (сообщества), их пути формирования, развитие, структуру и динамику, взаимодействие с факторами среды.
Биоценоз(от греч. bios — жизнь, koinos — общий), или сообщество — это группа организмов различных видов, существующих в одном и том же местообитании и взаимодействующих посредством трофических (пищевых) и пространственных взаимоотношений.
Биогеоценология (от греч. bios — жизнь, geo — земля, koinos — общий) — наука, изучающая взаимодействия между экологическими компонентами внутри биогеоценоза. Биогеоценоз — однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (биотоп) компонентов, объединенных обменом вещества и энергии в единый природный комплекс. Биогеоценоз — элементарная единица биосферы. Основоположником биогеоценологии является русский ученый Владимир Николаевич Сукачев (1880—1967).
Биогеоценоз часто используется как синоним термина «экосистема», однако эти понятия не совсем совпадают, так как последний является более общим по сравнению с биогеоценозом. Термин «экосистема» был предложен английским ботаником А. Тенсли в 1935 году.
Экосистема(от греч. oikos — жилище, местообитание и systema — сочетание, объединение, целое, состоящее из частей), экологическая система — совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом. Экосистема является основным объектом экологии, а изучение экосистем — центральным разделом экологии.
Совокупность всех экосистем Земли в пределах трех гео-сфер (литосферы, гидросферы и атмосферы), с которыми взаимодействуют живые организмы, образует самую крупную экологическую систему Земли, называемую биосферой(от греч. bios — жизнь, sphaira—шар). Проблемы биосферы в целом разрабатывает глобальная экология.
VideoAnswer 24-12-2019 Ответить
VideoAnswer 24-12-2019 Ответить
VideoAnswer 24-12-2019 Ответить
VideoAnswer 24-12-2019 Ответить

Как называется глобальный уровень организации живой материи?

17 ответов на вопрос “Как называется глобальный уровень организации живой материи?”

Добавить ответ Отменить ответ