Лекция: Уровни организации живых систем. Растение уровень организации
Уровни организации жизни — WiKi
Уровни организации жизни — иерархически соподчинённые уровни организации биосистем, отражающие уровни их усложнения. Чаще всего выделяют семь основных структурных уровней жизни:
- молекулярный,
- клеточный,
- органно-тканевой,
- организменный,
- популяционно-видовой,
- биогеоценозный,
- биосферный.
В типичном случае каждый из этих уровней является системой из подсистем нижележащего уровня и подсистемой системы более высокого уровня. Следует подчеркнуть, что построение универсального списка уровней биосистем невозможно. Выделять отдельный уровень организации целесообразно в том случае, если на нём возникают новые свойства, отсутствующие у систем нижележащего уровня. К примеру, феномен жизни возникает на клеточном уровне, а потенциальное бессмертие — на популяционном[1]. При исследовании различных объектов или различных аспектов их функционирования могут выделяться разные наборы уровней организации. Например, у одноклеточных организмов механизмы регуляции изучаемого процесса. Одним из выводов, следующих из общей теории систем является то, что биосистемы разных уровней могут быть подобны в своих существенных свойствах, например, принципах регуляции важных для их существования параметров.
Молекулярный уровень организации жизни
Представлен разнообразными молекулами, находящимися в живой клетке.
- Компоненты
- Молекулы неорганических и органических соединений
- Молекулярные комплексы
- Основные процессы
- Объединение молекул в особые комплексы
- Осуществляющие кодирование и передачу генетической информации
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
Тканевый уровень организации жизни
Тканевый уровень представлен тканями, объединяющими клетки определённого строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная). У растений различают меристематическую, защитную, основную и проводящую ткани. На этом уровне происходит специализация клеток.
Органный уровень организации жизни
Органный уровень представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счёт различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счёт разного количества тканей. Для позвоночных характерна цефализация, заключающаяся в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.
Организменный (онтогенетический) уровень организации жизни
Представлен одноклеточными и многоклеточными организмами растений, животных, грибов и бактерий.
- Компоненты
- Клетка — основной структурный компонент организма. Из клеток образованы ткани и органы многоклеточного организма
- Основные процессы
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
Популяционно-видовой уровень организации жизни
Представлен в природе огромным разнообразием видов и их популяций.
- Компоненты
- Группы родственных особей, объединённых определённым генофондом и специфическим взаимодействием с окружающей средой
- Основные процессы
- Генетическое своеобразие
- Взаимодействие между особями и популяциями
- Накопление элементарных эволюционных преобразований
- Осуществление микроэволюции и адаптация к изменяющейся среде
- Видообразование
- Увеличение биоразнообразия
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
Биогеоценотический уровень организации жизни
Представлен разнообразием естественных и культурных биогеоценозов во всех средах жизни.
- Компоненты
- Популяции различных видов
- Факторы среды
- Пищевые цепи, потоки веществ и энергии
- Основные процессы
- Биохимический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь
- Подвижное равновесие между живыми организмами и абиотической средой (гомеостаз)
- Обеспечение живых организмов условиями обитания и ресурсами (пищей и убежищем)
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
Биосферный уровень организации жизни
Представлен высшей, глобальной формой организации биосистем — биосферой.
- Компоненты
- Основные процессы
- Активное взаимодействие живых и неживых веществ планеты
- Биологический глобальный круговорот веществ и энергии
- Активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы, его хозяйственная и этнокультурная деятельность
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
См. также
Примечания
Литература
- Пономарёва И. Н., Корнилова О. А., Лощилина Т. Е. Биология 10 класс. Базовый уровень. — 2-е изд., перераб. — М.: Вента-Граф, 2007. — С. 10—11, 217. — 224 с. — 15 000 экз. — ISBN 978-5-360-00429-5.
- Коллектив авторов Института истории естествознания и техники АН СССР. Развитие концепции структурных уровней в биологии.. — М.: Наука, 1972. — 427 с. — 10 000 экз.
- Пономарёва И. Н., Корнилова О. А., Лощилина Т. Е., Ижевский П. В. Биология 11 класс. Базовый уровень. — 2-е изд., перераб. — М.: Вента-Граф, 2007. — 240 с. — 25 000 экз. — ISBN 978-5-360-00237-6.
- Пепеляева О. А., Сунцова И. В. Приложение 1 // Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. — М.: Вако, 2009. — С. 292—293. — 464 с. — (В помощь школьному учителю). — 10 000 экз. — ISBN 978-5-94665-822-5.
Ссылки
ru-wiki.org
Уровни организации жизни
Живая природа представляет собой целостную, но совсем неоднородную систему, для которой свойственна организация с четкой иерархией. Именно это свойство и отражают так называемые уровни организации жизни. В такой системе все части четко расположены, начиная от низшего порядка к высшему.
Уровни организации жизни – это иерархическая система с соподчиненными порядками, которая отображает не только характер биосистем, но и их постепенное усложнение в отношении друг к другу. На сегодняшний день принято выделять восемь основных уровней
Кроме того, выделяют следующие системы организации:
1. Микросистема – это некая доорганизменная ступень, которая включает в себя молекулярные и субклеточные уровни.
2. Мезосистема – это следующая, организменная ступень. Сюда относят клеточный, тканевой, органный, системный и организменные уровни организации жизни.
Существуют также и макросистемы, которые представляют собой надорганизменную совокупность уровней.
Стоит также отметить, что каждый уровень имеет собственные характеристики, которые и будут рассмотрены ниже.
Доорганизменные уровни организации жизни
Здесь принято выделять две основных ступени:
1. Молекулярный уровень организации жизни – представляет собой уровень работы и организации биологических макромолекул, включая белки, нуклеиновые кислоты, липиды и полисахариды. Именно здесь начинаются самые важные процессы жизнедеятельности любого организма – клеточное дыхание, превращение энергии, а также передача генетической информации.
2. Субклеточный уровень – сюда можно отнести организацию клеточных органелл, каждая из которых исполняет важную роль в существовании клетки.
Организменные уровни организации жизни
К этой группе можно отнести те системы, которые обеспечивают целостную работу всего организма. Принято выделять следующие:
1. Клеточный уровень организации жизни. Ни для кого не секрет, что именно клетка является структурной единицей любого живого организма. Этот уровень изучается с помощью цитологических, цитохимических, цитогенетических и микробиологических методов исследования.
2. Тканевый уровень. Здесь основное внимание стоит уделить строению, особенностям и функционированию разного рода тканей, из которых, собственно, и состоят органы. Исследованиями этих структур занимаются гистология и гистохимия.
3. Органный уровень. Многоклеточные организмы характеризируются новым уровнем организации. Здесь некоторые группы тканей объединяются, образовывая целостную структуру со специфическими функциями. Каждый орган является частью живого организма, но не может самостоятельно существовать вне его. Этот уровень изучают такие науки, как физиология, анатомия и в некой мере эмбриология.
Организменный уровень представляет собой как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Ведь каждый организм является целостной системой, внутри которой осуществляются все важные для жизнедеятельности процессы. Кроме того, во внимание берутся и процессы оплодотворения, развития и роста, а также старения отдельного организма. Изучением этого уровня занимаются такие науки, как физиология, эмбриология, генетика, анатомия, палеонтология.
Надорганизменные уровни организации жизни
Здесь во внимание берутся уже не организмы и их структурные части, а определенная совокупность живых существ.
1. Популяционно-видовой уровень. Основной единицей здесь является популяция – совокупность организмов определенного вида, которая заселяет четко ограниченную территорию. Все особи способны к свободному скрещиванию друг с другом. В исследовании этого уровня участвую такие науки, как систематика, экология, генетика популяций, биогеография, таксономия.
2. Экосистемный уровень – здесь во внимание берется устойчивое сообщество разных популяций, существование которых тесно связано между собой и зависит от неживой природы, климатических условий и т. д. В основном изучением такого уровня организации занимается экология
3. Биосферный уровень – это высшая форма организации жизни, которая представляет собой глобальный комплекс биогеоценозов всей планеты.
fb.ru
Уровни организации жизни - это... Что такое Уровни организации жизни?
Уровни организации живой материи — иерархически соподчиненные уровни организации биосистем, отражающие уровни их усложнения. Чаще всего выделяют шесть основных структурных уровней жизни: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный. В типичном случае каждый из этих уровней является системой из подсистем нижележащего уровня и подсистемой системы более высокого уровня.
Следует подчеркнуть, что построение универсального списка уровней биосистем невозможно. Выделять отдельный уровень организации целесообразно в том случае, если на нём возникают новые свойства, отсутствующие у систем нижележащего уровня. К примеру, феномен жизни возникает на клеточном уровне, а потенциальное бессмертие — на популяционном[1]. При исследовании различных объектов или различных аспектов их функционирования могут выделяться разные наборы уровней организации. Например, у одноклеточных организмов механизмы регуляции изучаемого процесса. Одним из выводов, следующих из общей теории систем является то, что биосистемы разных уровней могут быть подобны в своих существенных свойствах, например, принципах регуляции важных для их существования параметров
Молекулярный уровень организации жизни
Представлен разнообразными молекулами, находящимися в живой клетке.
- Компоненты
- Молекулы неорганических и органических соединений
- Молекулярные комплексы Основные процессы
- Объединение молекул в особые комплексы
- Осуществление, кодирование и передача генетической информации
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
Клеточный уровень организации жизни
Представлен свободно живущими одноклеточными организмами и клетками, входящими в многоклеточные организмы.
- Компонент
- Комплексы молекул химических соединений и органоиды клетки
- Основные процессы
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
Тканевый уровень организации жизни
Тканевой уровень представлен тканями, объединяющими клетки определенного строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки 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 организации жизни
Органный уровень. Представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются 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, защищающаяся в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.
Организменный (онтогенетический) уровень организации жизни
Представлен одноклеточными и многоклеточными организмами растений, животных, грибов и бактерий.
- Компоненты
- Клетка — основной структурный компонент организма. Из клеток образованы ткани и органы многоклеточного организма
- Основные процессы
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
Популяционно-видовой уровень организации жизни
Представлен в природе огромным разнообразием видов и их популяций.
- Компоненты
- Группы родственных особей, объединённых определённым генофондом и специфическим взаимодействием с окружающей средой
- Основные процессы
- Генетическое своеобразие
- Взаимодействие между особями и популяциями
- Накопление элементарных эволюционных преобразований
- Осуществление микроэволюции и адаптация к изменяющейся среде
- Видообразование
- Увеличение биоразнообразия
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
Биогеоценотический уровень организации жизни
Представлен разнообразием естественных и культурных биогеоценозов во всех средах жизни.
- Компоненты
- Популяции различных видов
- Факторы среды
- Пищевые сети, потоки веществ и энергии
- Основные процессы
- Биохимический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь
- Подвижное равновесие между живыми организмами и абиотической средой (гомеостаз)
- Обеспечение живых организмов условиями обитания и ресурсами (пищей и убежищем)
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
Биосферный уровень организации жизни
Представлен высшей, глобальной формой организации биосистем — биосферой.
- Компоненты
- Основные процессы
- Активное взаимодействие живого и неживого вещества планеты
- Биологический глобальный круговорот веществ и энергии
- Активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы, его хозяйственная и этнокультурная деятельность
- Науки, ведущие исследования на этом уровне
См. также
Примечания
Литература
- Пономарёва И. Н., Корнилова О. А., Лощилина Т. Е. Биология 10 класс. Базовый уровень. — 2-е изд., перераб. — М.: Вента-Граф, 2007. — С. 10-11, 217. — 224 с. — 15 000 экз. — ISBN 978-5-360-00429-5
- Пономарёва И. Н., Корнилова О. А., Лощилина Т. Е., Ижевский П. В. Биология 11 класс. Базовый уровень. — 2-е изд., перераб. — М.: Вента-Граф, 2007. — 240 с. — 25 000 экз. — ISBN 978-5-360-00237-6
- Пепеляева О. А., Сунцова И. В. Приложение 1 // Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. — М.: Вако, 2009. — С. 292—293. — 464 с. — (В помощь школьному учителю). — 10 000 экз. — ISBN 978-5-94665-822-5
Ссылки
med.academic.ru
3. Уровни организации живой материи. Методы биологии
3. Уровни организации живой материи. Методы биологии
Вспомните!
Какие уровни организации живой материи вам известны?
Какие вы знаете методы научных исследований?
Уровни организации живой материи. Окружающий нас мир живых существ – это совокупность биологических систем разной степени сложности, образующих единую иерархическую структуру. Причём следует отчётливо представлять, что взаимосвязь отдельных биологических систем, принадлежащих к одному уровню организации, формирует качественно новую систему. Одна клетка и множество клеток, один организм и группа организмов – разница не только в количестве. Совокупность клеток, обладающих общим строением и функцией, – это качественно новое образование – ткань. Группа организмов – это семья, стая, популяция, т. е. система, обладающая совершенно иными свойствами, нежели простое механическое суммирование свойств нескольких особей.
В процессе эволюции происходило постепенное усложнение организации живой материи. При образовании более сложного уровня предыдущий уровень, возникший ранее, входил в него как составная часть. Именно поэтому уровневая организация и эволюция являются отличительными признаками живой природы. В настоящее время жизнь как особая форма существования материи представлена на нашей планете несколькими уровнями организации (рис. 4).
Молекулярно-генетический уровень. Как бы сложно ни была организована любая живая система, в её основе лежит взаимодействие биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, углеводов, а также других органических и неорганических веществ. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: кодирование и передача наследственной информации, обмен веществ, превращение энергии.
Клеточный уровень. Клетка – это структурно-функциональная единица всего живого. Существование клетки лежит в основе размножения, роста и развития живых организмов. Вне клетки жизни нет, а существование вирусов только подтверждает это правило, потому что они могут реализовывать свою наследственную информацию только в клетке.
Рис. 4. Уровни организации живой материи
Тканевый уровень. Ткань – это совокупность клеток и межклеточного вещества, объединённых общностью происхождения, строения и выполняемой функции. В животных организмах выделяют четыре основных типа ткани: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. В растениях различают образовательные, покровные, проводящие, механические, основные и выделительные (секреторные) ткани.
Органный уровень. Орган – это обособленная часть организма, имеющая определённую форму, строение, расположение и выполняющая конкретную функцию. Орган, как правило, образован несколькими тканями, среди которых одна (две) преобладает.
Организменный (онтогенетический) уровень. Организм – это целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован, как правило, совокупностью тканей и органов. Существование организма обеспечивается путём поддержания гомеостаза (постоянства структуры, химического состава и физиологических параметров) в процессе взаимодействия с окружающей средой.
Популяционно-видовой уровень. Популяция – совокупность особей одного вида, в течение длительного времени проживающих на определённой территории, внутри которой осуществляется в той или иной степени случайное скрещивание и нет существенных внутренних изоляционных барьеров; она частично или полностью изолирована от других популяций данного вида.
Вид – совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Все особи одного вида имеют одинаковый кариотип, сходное поведение и занимают определённый ареал.
На этом уровне осуществляется процесс видообразования, который происходит под действием эволюционных факторов.
Биогеоценотический (экосистемный) уровень. Биогеоценоз – исторически сложившаяся совокупность организмов разных видов, взаимодействующая со всеми факторами их среды обитания. В биогеоценозах осуществляется круговорот веществ и энергии.
Биосферный (глобальный) уровень. Биосфера – биологическая система высшего ранга, охватывающая все явления жизни в атмосфере, гидросфере и литосфере. Биосфера объединяет все биогеоценозы (экосистемы) в единый комплекс. В ней происходят все вещественно – энергетические круговороты, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.
Таким образом, жизнь на нашей планете представлена саморегулирующимися и самовоспроизводящимися системами различного ранга, открытыми для вещества, энергии и информации. Происходящие в них процессы жизнедеятельности и развития обеспечивают существование и взаимодействие этих систем.
На каждом уровне организации живой материи существуют свои специфические особенности, поэтому в любых биологических исследованиях, как правило, какой-то определённый уровень является ведущим. Так, например, механизмы деления клетки изучают на клеточном уровне, а основные успехи в области генной инженерии достигнуты на молекулярно-генетическом. Но такое разделение проблем по уровням организации является весьма условным, потому что большинство задач биологии так или иначе касаются одновременно нескольких уровней, а порой и всех сразу. Например, проблемы эволюции затрагивают все уровни организации, а методы генной инженерии, реализуемые на молекулярно-генетическом уровне, направлены на изменение свойств всего организма.
Методы познания живой природы. Исследуя системы разной степени сложности, биология использует разнообразные методы и приёмы. Одним из наиболее древних является метод наблюдения, на котором основывается описательный метод. Сбор фактического материала и его описание были основными приёмами исследования на раннем этапе развития биологии. Но и в настоящее время они не утратили своего значения. Эти методы широко используют зоологи, ботаники, микологи, экологи и представители многих других биологических специальностей.
В XVIII в. в биологии стал широко применяться сравнительный метод, который позволял в процессе сопоставления объектов выявлять сходства и различия организмов и их частей. Благодаря этому методу были заложены основы систематики растений и животных, создана клеточная теория. Применение этого метода в анатомии, эмбриологии, палеонтологии способствовало утверждению в биологии эволюционной теории развития.
Исторический метод позволяет сравнить существующие факты с данными, известными ранее, выявить закономерности появления и развития организмов, усложнения их структуры и функций.
Огромное значение для развития биологии имел экспериментальный метод, его первое применение связывают с именем римского врача Галена (II в. н. э.). Гален впервые продемонстрировал участие нервной системы в организации поведения и в работе органов чувств. Однако широко использоваться этот метод начал лишь с XIX в. Классическим образцом применения экспериментального метода являются работы И. М. Сеченова по физиологии нервной деятельности и Г. Менделя по изучению наследования признаков.
В настоящее время биологи всё чаще используют метод моделирования, позволяющий воспроизвести такие экспериментальные условия, которые в реальности воссоздать порой не представляется возможным. С помощью компьютерного моделирования, например, можно рассчитать последствия постройки плотины для определённой экосистемы или воссоздать эволюцию определённого вида живых организмов. Меняя параметры, можно выбрать оптимальный путь развития агроценоза или подобрать наиболее безопасное сочетание лекарственных препаратов при лечении конкретного заболевания.
Любое научное исследование, использующее разные методы, состоит из нескольких этапов. Сначала в результате наблюдений собирают данные – факты, на основе которых выдвигают гипотезу. Для того чтобы оценить верность этой гипотезы, осуществляют серии экспериментов с целью получения новых результатов. Если гипотеза подтверждается, она может стать теорией, включающей в себя определённые правила и законы.
При решении биологических задач используют самую разнообразную технику: световые и электронные микроскопы, центрифуги, химические анализаторы, термостаты, компьютеры и множество других современных приборов и инструментов.
Настоящую революцию в биологических исследованиях произвело появление электронного микроскопа, в котором вместо светового пучка используют пучок электронов. Разрешающая способность такого микроскопа в 100 раз выше, чем светового.
Одним из видов электронного микроскопа является сканирующий. В нём электронный луч не проходит через образец, а отражается от него и преобразуется в изображение на телеэкране. Это позволяет получать трёхмерное изображение исследуемого объекта.
Вопросы для повторения и задания
1. Как вы считаете, почему необходимо выделять различные уровни организации живой материи?
2. Перечислите и охарактеризуйте уровни организации живой материи.
3. Назовите биологические макромолекулы, входящие в состав живых систем.
4. Как проявляются свойства живого на различных уровнях организации?
5. Какие методы исследования живой материи вы знаете?
6. Может ли многоклеточный организм не иметь тканей и органов? Если вы считаете, что может, приведите примеры таких организмов.
Рис. 5. Амёба под микроскопом
Подумайте! Выполните!
1. Выделите основные признаки понятия «биологическая система».
2. Согласны ли вы с тем, что описательный период в биологии продолжается и в XXI в.? Ответ обоснуйте.
3. Рассмотрите рис. 5. Определите, какое изображение было получено при помощи световой микроскопии, какое – при помощи электронной, а какое – результат использования сканирующего микроскопа. Объясните свой выбор.
4. Из предыдущих курсов биологии, физики, химии или других предметов вспомните какую-нибудь хорошо известную вам теорию (закон или правило). Попробуйте описать основные этапы её (его) формирования.
5. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, подготовьте презентацию или красочный стенд на тему «Современное научное оборудование и его роль в решении биологических задач». С каким оборудованием вы уже познакомились при изучении курса «Человек и его здоровье»? Для каких целей его используют? Можно ли медицинское оборудование считать биологическим? Объясните свою точку зрения.
Работа с компьютером
Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.
Повторите и вспомните!
Растения
Появление тканей и органов растений. Появление тканей и органов в эволюции растений было связано с выходом на сушу. У водорослей отсутствуют органы и специализированные ткани, так как все их клетки находятся в одинаковых условиях (температурный режим, освещённость, минеральное питание, газообмен). Каждая клетка водоросли обычно содержит хлоропласты и способна к фотосинтезу.
Однако, выйдя на сушу, предки современных высших растений попали в совершенно иные условия: кислород, необходимый для дыхания, и углекислый газ, используемый для фотосинтеза, растения должны были получать из воздуха, а воду – из почвы. Новая среда обитания не была однородной. Возникли проблемы, которые надо было решать: защита от высыхания, поглощение воды из почвы, создание механической опоры, сохранение спор. Существование растений на границе двух сред – почвы и воздуха – привело к возникновению полярности: нижняя часть растения, погружаясь в почву, поглощала воду с растворёнными в ней минеральными веществами, верхняя часть, оставаясь на поверхности, активно фотосинтезировала и обеспечивала всё растение органическими веществами. Так появились два основных вегетативных органа современных высших растений – корень и побег.
Такое расчленение тела растений на отдельные органы, усложнение их структуры и функций происходило постепенно в процессе длительной эволюции растительного мира и сопровождалось усложнением тканевой организации.
Первой появилась покровная ткань, обеспечившая защиту растения от высыхания и повреждений. Подземная и наземная части растения должны были иметь возможность обмениваться различными веществами. Вода с растворёнными в ней минеральными солями поднималась вверх из почвы, а органические вещества перемещались вниз, к подземным частям растения, не способным к фотосинтезу. Это требовало развития проводящих тканей – ксилемы и флоэмы. В воздушной среде надо было противостоять силам гравитации, выдерживать порывы ветра – это потребовало развития механической ткани.
У высших растений различают вегетативные и генеративные (репродуктивные) органы. Вегетативными органами высших растений являются корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Вегетативные органы обеспечивают фотосинтез и дыхание, рост и развитие, поглощение и проведение в теле растения воды и растворённых в ней минеральных солей, транспорт органических веществ, а также участвуют в вегетативном размножении.
Генеративные органы – это спорангии, спороносные колоски, шишки и цветки, образующие плоды и семена. Они появляются в определённые периоды жизни и выполняют функции, связанные с размножением растений.
Человек
Методы изучения человека. Одним из первых анатомических методов, начиная с эпохи Возрождения, был метод аутопсии (вскрытия трупов). Однако в настоящее время существует множество методов, которые позволяют изучать организм прижизненно: рентгеноскопия, ультразвуковое исследование, магнитно-резонансная томография и многие другие.
Основу всех физиологических методов составляют наблюдения и эксперименты. Современные физиологи успешно применяют разнообразные инструментальные методы. Электрокардиограмма сердца, электроэнцефалограмма головного мозга, термография (получение теплофотографий), радиография (введение в организм радиометки), разнообразные эндоскопии (осмотры внутренних органов при помощи специальных приборов – эндоскопов) помогают специалистам не только изучать работу организма, но и на ранних стадиях выявлять заболевания и нарушения в работе органов. Многое о состоянии здоровья человека может сказать его артериальное давление, анализ крови и мочи.
Основными методами психологии являются наблюдения, анкетирование, эксперимент.
Гигиена, наряду с методами, используемыми в других науках, имеет свои специфические методы исследования: эпидемиологический, санитарного обследования, санитарной экспертизы, санитарного просвещения и некоторые другие.
Ваша будущая профессия
1. Оцените роль науки в жизни каждого человека и общества в целом. Напишите эссе по данной теме. Обсудите в классе, существует ли в настоящее время профессиональная деятельность, на которую не влияет развитие науки.
2. Оцените значение информации в современном обществе. Какова роль информации в успешном профессиональном росте? Раскройте смысл высказывания премьер-министра Великобритании Уинстона Черчилля (1874–1965) «Кто владеет информацией – тот владеет миром».
3. Попробуйте смоделировать ситуации, в которых вам могут пригодиться знания, полученные при изучении этой главы.
4. Специальность – комплекс приобретённых путём специальной подготовки и опыта работы знаний, умений и навыков, необходимых для определённого вида деятельности в рамках той или иной профессии. Профессия – социально значимый род занятий человека, вид его деятельности. Определите, что из ниже приведённого списка относится к специальности, а что – к профессии: биология, инженер-эколог, биотехнолог, экология, генный инженер, молекулярный биолог. Аргументируйте свой выбор.
5. Какую специальность вы планируете приобрести в ходе дальнейшего обучения? Определились ли вы уже с выбором профессии?
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
bio.wikireading.ru
Организация живой природы. Ее уровни
Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить ее на ряд уровней. Уровень организации живой материи — это функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей иерархии живого.
Выделяют следующие уровни организации живой материи.
- Молекулярный (молекулярно-генетический) уровень. На этом уровне живая материя организуется в сложные высокомолекулярные органические соединения, такие как белки, нуклеиновые кислоты и др.
- Субклеточный (надмолекулярный) уровень. На этом уровне живая материя организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, аппарат Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные структуры.
- Клеточный уровень. На этом уровне живая материя представлена клетками. Клетка — элементарная структурная и функциональная единица живого.
- Органно-тканевой уровень. На этом уровне живая материя организуется в ткани и органы. Ткань — совокупность клеток, сходных по строению и функциям, а также связанных с ними межклеточных веществ. Орган — часть многоклеточного организма, выполняющая определенную функцию или функции.
- Организменный (онтогенетический) уровень. На этом уровне живая материя представлена организмами. Организм (особь, индивид) — неделимая единица жизни, ее реальный носитель, характеризующийся всеми ее признаками.
- Популяционно-видовой уровень. На этом уровне живая материя организуется в популяции. Популяция — совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Вид — совокупность особей (популяций особей), способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающих в природе определенную область (ареал).
- Биоценотический уровень. На этом уровне живая материя образует биоценозы. Биоценоз — совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.
- Биогеоценотический уровень. На этом уровне живая материя формирует биогеоценозы. Биогеоценоз — совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва).
- Биосферный уровень. На этом уровне живая материя формирует биосферу. Биосфера — оболочка Земли, преобразованная деятельностью живых организмов.
Необходимо отметить, что биогеоценотический и биосферный уровни организации живой материи выделяют не всегда, поскольку они представлены биокосными системами, включающими не только живое, но и неживое вещество. Также часто не выделяют субклеточный и органно-тканевой уровни, включая их в клеточный и организменный соответственно.
Updated: 18.10.2014 at 2:50 пп
jbio.ru
Уровни организации жизни - Лекции - Каталог файлов
УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО
Различают молекулярный, клеточный, тканевой, органный, организменный, популяционный, видовой, биоценотический и глобаль- ный (биосферный) уровни организации живого. На всех этих уровнях проявляются все свойства, характерные для живого. Каждый из этих уровней характеризуется особенностями, присущими другим уровням, но каждому уровню присущи собственные специфические особенности.
Молекулярный уровень. Этот уровень является глубинным в организации живого и представлен молекулами нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов и стероидов, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул. На этом уровне зачинаются и осуществляются важнейшие процессы жизнедеятельно- сти (кодирование и передача наследственной информации, дыхание, обмен веществ и энергии, изменчивость и др.). Физико-химическая специфика этого уровня заключается в том, что в состав живого входит большое количество химических элементов, но основная масса живого представлена углеродом, кислородом, водородом и азотом. Из группы атомов образуются молекулы, а из последних формируются сложные химические соединения, различающиеся по строению и функциям. Большинство этих соединений в клетках представлены нуклеиновыми кислотами и белками, макромолекулы которых являются полимерами, синтезированными в результате образования мономеров и соединения последних в определенном порядке. Кроме того, мономеры макромолекул в пределах одного и того же соединения имеют одинаковые химические группировки и соединены с помощью химических связей между атомами, их неспецифи-
ческих частей (участков). Все макромолекулы универсальны, так как построены по одному плану независимо от их видовой принадлежности. Являясь универсальными, они одновременно и уникальны, ибо их структура неповторима. Например, в состав нуклеотидов ДНК входит по одному азотистому основанию из четырех известных (аденин, гуанин, цитозин или тимин), вследствие чего любой нуклеотид неповторим по своему составу. Неповторима также и вторичная структура молекул ДНК.
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. Более того, эти процессы осуществляются в результате одних и тех же этапов метаболизма. Например, биосинтезы нуклеиновых кислот, аминокислот и белков протекают по сходной схеме у всех организмов. Универсальными являются также окисление жирных кислот, гликолиз и другие реакции.
Специфичность белков определяется специфической последовательностью аминокислот в их молекулах. Эта последовательность определяет далее специфические биологические свойства белков, так как они являются основными структурными элементами клеток, катализаторами и регуляторами реакций в клетках. Углеводы и липиды служат важнейшими источниками энергии, тогда как стероиды имеют значение для регуляции ряда метаболических процессов.
На молекулярном уровне осуществляется превращение энергии - лучистой энергии в химическую, запасаемую в углеводах и других химических соединениях, а химической энергии углеводов и других молекул - в биологически доступную энергию, запасаемую в форме макроэргических связей АТФ. Наконец, здесь 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 молекулами и следующим за ним уровнем (клеточным), так как являются материалом, из которого образуются надмолекулярные структуры. Молекулярный уровень является «ареной» химических реакций, которые обеспечивают энергией клеточный уровень.
Клеточный уровень. Этот уровень организации живого представлен клетками, действующими в качестве самостоятельных организ-
мов (бактерии, простейшие и др.), 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 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. Заметные различия в строении есть между клетками-прокариотами и клеткамиэукариотами, но в функциональном плане эти различия нивелируются, ибо везде действует правило «клетка от клетки».
Специфичность клеточного уровня определяется специализацией клеток, существованием клеток в качестве специализированных еди- ниц 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 мембра- на, 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 пространственное разделение в клетках многих биологических молекул, а их физическое состояние позволяет осуществлять постоянное диффузное движение некоторых из содержащихся в них молекул белков и фосфолипидов. Таким образом, мембраны являются системой, компоненты которой находятся в движении. Для них характерны различные перестройки, что определяет раздражимость клеток - важнейшее свойство живого.
Тканевой уровень. Данный уровень представлен тканями, объединяющими клетки определенного строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференциации клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, кровь, нервная и репродуктивная). У рас-
тений различают меристематическую, защитную, основную и проводящую ткани. На этом уровне происходит специализация клеток.
Органный уровень. Представлен органами организмов. У растений и животных органы формируются за счет разного количества тканей. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счет различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. Для позвоночных характерна цефализация, заклю- чающаяся в сосредоточении важнейших нервных центров и органов чувств в голове.
Организменный уровень. Данный уровень представлен самими организмами - одноклеточными и многоклеточными организмами растительной и животной природы. Специфическая особенность организменного уровня заключается в том, что на этом уровне происходят декодирование и реализация генетической информации, создание структурных и функциональных особенностей, присущих организмам данного вида.
Видовой уровень. Данный уровень определяется видами растений и животных. В настоящее время насчитывают около 500 тыс. видов растений и около 1,5 млн видов животных, представители которых характеризуются самым различным местообитанием и занимают разные экологические ниши. Вид является также единицей классификации живых существ.
Популяционный уровень. Растения и животные не существуют изолированно; они объединены в популяции, которые характеризуются определенным генофондом. В пределах одного и того же вида может насчитываться от одной до многих тысяч популяций. В популяциях осуществляются элементарные эволюционные преобразования, происходит выработка новой адаптивной формы.
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 взаимозависящих сообществ организмов и абиотических факторов среды. Экосистемам присуще подвижное равновесие между организмами и абиотическими факторами. На том уровне осуществляются вещественно-энергетические круговороты, связанные с жизнедеятельностью организмов.
Глобальный (биосферный) уровень. Данный 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. появляется новое качество.
www.biokan.ru
Лекция - Уровни организации живых систем
Теоретический фундамент современной биологии (точка зрения системной методологии) – принцип сложной организации жизни:
- жизнь нельзя свести к какой-либо одной форме;
- живая природа – это весьма сложное и структурированное образование;
- в составе живого покрова Земли существует множество соподчиненных систем, обладающих различными степенями организованности, от рыхлых и случайных скоплений живых существ до самых высокоинтегрированных и высокоорганизованных особей.
Уровни организации представляют собой упорядоченность, которая является одним из основных свойств живого.
Можно выделить несколько ступеней организации живых систем, каждая из которых может быть разделена на несколько уровней:
Ø 1-я ступень – биологическая микросистема, включающая молекулярный и клеточный уровни;
Ø 2-я ступень – биологическая мезосистема, включающая тканевый, органный и организменный уровни;
Ø 3-я система – биологическая макросистема, включающая популяционно-видовой, биоценотический и биосферный уровни.
Эти основные уровни организации живого связаны между собой иерархическими отношениями так, что биосистемы низкого уровня организации являются элементами системы более высокого уровня (организмы выступают как элементарные единицы популяций и видов, популяции различных видов – как элементарные единицы биоценозов, биоценозы – как элементы биостромы, которая охватывает всю планету). Иерархическая система основных форм организации живого является структурой живого в биосфере.
Молекулярно-генетический уровень:
— Элементарными единицами этого уровня являются гены.
— Основные структуры на этом уровне представлены молекулами ДНК, которые дифференцированы по длине на элементы генетического кода – триплеты азотистых оснований, образующих гены.
— Основу всех животных, растений и вирусов составляют 20 аминокислот, 4 азотистых основания, входящих в состав нуклеиновых кислот ДНК и РНК. В молекуле ДНК содержится наследственная информация, которая передается молекулами РНК.
— Биологическая энергия у всех организмов запасается в виде АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты.
— Аминокислоты, соединенные в длинные цепи пептидными связями, образуют белки. Разнообразие белков определяется не только входящими в их состав различными аминокислотами, но и их последовательностью в полипептидной цепи. Назначение белков – служить катализаторами для протекающих в организме биохимических реакций, а также выполнять функции структурных клеточных элементов.
Клеточный уровень:
Основной элементарной единицей всех живых организмов является клетка. Биосинтез и реализация наследственной информации у всех организмов возможны только на клеточном уровне. В истории жизни на нашей планете был такой период, когда все организмы состояли из одной или нескольких клеток. И у современных одноклеточных организмов клеточный уровень совпадает с организменным.
Органно-тканевый уровень:
— Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань, например, нервную, мышечную и т. д. Тканевый уровень возник вместе с появлением многоклеточных животных и растений, имеющих различающиеся между собой ткани.
— Совместно функционирующие клетки, относящиеся к разным тканям, составляют органы, например, сердце, печень, легкие и т.д.
— Органы, связанные функционально и анатомически и выполняющие определенные задачи, образуют системы организма. Например, нервная система, пищеварительная система, дыхательная и т.д.
Организменный уровень:
— Основная единица на этом уровне – организм, или особь. Жизнь всегда представлена в виде дискретных индивидуумов. Это в равной степени присуще микроорганизмам, растениям, животным. Организм (особь) – основная и первичная форма организации живого. Разделить особь на части без потери «индивидуальности» невозможно.
— Усложнение комбинации клеток, тканей, органов обеспечивает качественные особенности организмов. Этим объясняется разнообразие организмов, относящихся к разным видам, а также в пределах одного вида. В настоящее время на Земле обитает более миллиона видов животных и около полумиллиона видов растений.
— Важнейшая характеристика особи – онтогенез, или индивидуальное развитие (от образования зародышевой клетки до смерти). Онтогенез – это процесс развертывания, реализации наследственной информации, закодированной в управляющих структурах зародышевой клетки. Онтогенез имеет исключительно важное значение для эволюции. Через оценку особей в процессе естественного отбора происходит проверка жизнеспособности данного генотипа.
www.ronl.ru
