Биология — сложная наука, которая не только изучает организмы животных, растений, грибов на уровне отдельных субъектов, но и пытается заглянуть за эту субъектность, объединяя организмы в определенные группы, которые затем становятся единицами изучения ученых.
Также ученые стремятся рассмотреть отдельные составляющие организма, проследить взаимодействие этих составляющих друг на друга и их влияние на отдельный субъект. Изучая внутренние органы животных, исследователи пытаются понять, как один орган влияет на другой (например, как головной мозг регулирует деятельность остальных органов).
То есть биология пытается развить представление о целостности живой природы на основе анализа и синтеза, поэтому учеными были выделены уровни организации живых организмов для понимания устройства и взаимодействия всего живого и неживого.
Уровни организации жизни — это иерархически соподчиненные уровни организации биосистем, то есть низшие уровни подчинены высшим, они отражают степень усложнения различных биосистем.
Существование жизни на всех уровнях подготавливается и определяется структурой низшего уровня, то есть характер клеточного уровня организации определяется молекулярным, характер организменного — клеточным уровнем.
Например, сердце формируется благодаря особому строению и функциям мышечных клеток, которое было определено их молекулярным строением.
Деление живого на уровни весьма условно, оно просто отражает системный подход в изучении природы.
Каждый отдельный уровень изучает соответствующий отдел науки о живом: молекулярной биологии, цитологии, генетики, анатомии, физиологии, экологии и других наук.
Выделяют три большие группы уровней организации:
- суборганизменный
- организменный (или онтогенетический)
- надорганизменный
Суборганизменный уровень включает, в свою очередь, пять уровней: атомарный, молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый, органный.
Тканевый и органный уровни чаще всего объединяют в один — тканево-органный.
Организменный (или онтогенетический) уровень- это сам организм.
Надорганизменный уровень включает в себя три подуровня: популяционно- видовой, биогеоценотический, биосферный.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Мы с вами изучим основные уровни организации живых систем:
- молекулярный
- клеточный
- тканевый
- органный
- организменный
- популяционно-видовой
- биогеоценотический
- биосферный
1. Молекулярный уровень организации жизни
Молекулярный уровень можно назвать первым и наименьшим, но именно он является определяющим в строении и функции последующих уровней организации, то есть это как бы основа всех дальнейших уровней.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Формируют этот уровень молекулы белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, которые сами по себе вне клеточных структур не являются живыми, но именно они создают надмолекулярные клеточные структуры, в которых проявляются отдельные, но очень важные признаки жизни.
Именно на молекулярном уровне происходят различные биохимические реакции, а реализация наследственной информации происходит благодаря молекулам ДНК и РНК. Механизмы этих процессов универсальные для всех живых организмов.
Благодаря изучению молекулярного уровня можно понять, как протекали процессы зарождения и эволюции жизни на нашей планете, каковы молекулярные основы наследственности, основы последовательных биохимических реакций в организме.
К примеру, на уроке «Метаболизм. Пластический обмен» мы разбирали такое свойство генетического кода как универсальность, согласно которому гены всех организмов одинаковым образом кодируют наследственную информацию, будь это бактерии или клетки человека — принцип будет одинаковым, и эти процессы идут именно на молекулярном уровне организации живого.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Компоненты молекулярного уровня: молекулы неорганических и органических соединений, молекулярные комплексы химических соединений (клеточная мембрана или мембраны ядра).
Основные процессы молекулярного уровня:
- объединение молекул в особые комплексы
- осуществление упорядоченных физико-химических реакций
- копирование (редупликация) ДНК, кодирование и передача генетической информации
Науки, ведущие исследования на этом уровне:
- биохимия
- биофизика
- молекулярная биология
- молекулярная генетика
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
2. Клеточный уровень организации жизни
Единицей этого уровня является клетка (клетки бактерий, цианобактерий, одноклеточных животных и водорослей, одноклеточных грибов (мукор, дрожжи), клеток многоклеточных организмов)).
Клетка- это структурная и функциональная единица всего живого.
Более подробную информацию о клетке вы можете узнать из урока «Клетка- основа жизни».
Именно на этом уровне прослеживаются все признаки живого (размножение, рост, обмен веществ, раздражение и другие признаки).
Клетка также является минимальной единицей живого, способной к самостоятельному существованию либо в виде одноклеточных организмов, либо в тканях многоклеточного организма.
Если говорить об организмах одноклеточных, то к таковым мы можем отнести бактерии и простейшие (амеб, эвглен, инфузорий), среди грибов к одноклеточным относятся дрожжи и мукор.
Если рассматривать многоклеточных организмов, то количество клеток в их организме может быть очень велико и эти клетки могут сильно отличаться по строению, хоть и находятся в одном организме. Например, посмотрим на нервную и мышечную клетки человека:
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Вне клетки жизни нет, такие организмы, как вирусы, подтверждают это правило, потому что они могут проявлять признаки живого и реализовывать свою наследственную информацию только тогда, когда попали в живую клетку.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Компоненты клеточного уровня: комплексы молекул химических соединений и органеллы клетки.
Основные процессы клеточного уровня:
- биосинтез, фотосинтез, энергетический обмен, митоз, мейоз
- регулирование химических реакций
- деление клетки
- привлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в биосистеме
Науки, ведущие исследования на клеточном уровне:
- цитология
- генная инженерия
- цитогенетика
- эмбриология
- микробиология
3. Тканевый уровень организации жизни
Единицей этого уровня является ткань.
Ткань— это совокупность клеток и межклеточного вещества, объединенных общностью происхождения, строения и выполняемых функций.
Ткани возникли в ходе эволюционного развития вместе с многоклеточностью организмов.
В ходе онтогенеза ткани образуются на ранних стадиях эмбрионального развития благодаря дифференциации клеток.
Дифференциация клеток- процесс, в результате которого клетка становится специализированной, то есть приобретает химические, морфологические и функциональные особенности, свойственные только для нее.
У животных различают несколько типов тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
У растений выделяют следующие виды тканей: образовательная, основная (фотосинтезирующая), проводящая (флоэма, ксилема), покровная, механическая.
На этом уровне происходит специализация клеток.
Более подробно вы можете узнать о тканях из наших уроков: «Ткани растений» и «Ткани животных».
Компоненты тканевого уровня — клетки и межклеточная жидкость.
Основные процессы тканевого уровня — процессы, характерные для того или иного вида тканей (гомеостаз, регенерация).
Наука, ведущая исследования на тканевом уровне:
- гистология
4. Органный уровень организации жизни
Составляют этот уровень органы многоклеточных организмов.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Орган- это обособленная часть организма, имеющая определенную форму, строение, расположение и выполняющая конкретную функцию.
Орган чаще всего образован несколькими видами тканей, среди которых одна (две) преобладает.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Все живое на Земле существует в виде обособленных субъектов — особей, которые формируют организменный уровень.
При изучении одноклеточных организмов ученые отмечают то, что особью является каждая отдельная клетка, например, бактерия или простейшие (амеба, инфузория, эвглена), то есть это организмы, которые одновременно могут представлены и клеточным, и организменным уровнем организации.
Эвглена зеленая:
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Также на этом уровне рассматривают и многоклеточные организмы: растения, животные, грибы.
Компоненты органного уровня: клетки одноклеточных; клетки и ткани, из которых образованы органы многоклеточных организмов.
Основные процессы органного уровня:
- раздражительность
- размножение
- рост и развитие
- нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности
- гомеостаз
Науки, ведущие исследования на органном уровне:
- анатомия
- биометрия
- морфология
- физиология
- гистология
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
1. Популяционно-видовой уровень организации жизни
Этот уровень представлен популяциями из особей одного вида.
На нем осуществляются основные эволюционные процессы, и мы можем проследить за динамикой численности живых организмов.
Вид- это группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.
Вид представляет собой сумму популяций.
Популяция- совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории (занимающих определенный ареал) и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп.
Популяция королевских пингвинов на Фолклендских островах:
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Компоненты: группы родственных особей
Основные процессы:
- генетические преобразования в результате взаимодействия различных популяций одного вида
- накопление элементарных эволюционных преобразований
- выработка приспособлений к изменяющейся среде
- видообразование: осуществление микроэволюции
- увеличение разнообразия особей
Науки, ведущих исследования на этом уровне:
- генетика популяций
- теория эволюции
- экология
2. Биогеоценотический уровень организации жизни (экосистемный)
Этот уровень представляет собой результат взаимодействия живых организмов с окружающей средой.
Биогеоценоз — система, включающая сообщество живых организмов и совокупность факторов неживой природы (абиотических) в пределах одной территории, связанных между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема).
Биогеоценозы представляют собой саморегулирующиеся, исторически сложившиеся динамические сообщества, которые не являются полностью изолированными друг от друга.
Примером биогеоценоза служит биогеоценоз соснового или тропического леса, тайги, горной долины, пресного водоема, болота.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
То есть в сосновом лесу могут обитать разные популяции животных и растений. При этом все они объединены общими абиотическими факторами и для жизни в этих условиях выработали особые приспособления.
Роль биогеоценотического уровня состоит в образовании устойчивых сообществ организмов разных видов, приспособленных к совместному проживанию в определенной среде обитания.
Компоненты биогеоценотического уровня: популяции различных видов, факторы среды, пищевые сети, потоки веществ и энергии.
Основные процессы биогеоценотического уровня:
- круговорот веществ и поток энергии
- саморегуляция и поддержание равновесия между живыми организмами и абиотической средой
- меж- и внутривидовое взаимодействие организмов: конкуренция и размножение
- влияние окружающей среды на организмы, влияние организмов на среду их обитания
Науки, ведущие исследования на биогеоценотическом уровне:
- биогеография
- биогеоценология
- экология
3. Биосферный уровень организации жизни
Высший уровень организации живого на земле — биосферный. Он охватывает все явления жизни на нашей планете.
Биосфера— это живое вещество планеты (совокупность всех живых организмов планеты), включая человека и измененную им окружающую среду.
Здесь происходят все вещественно-энергетические круговороты, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.
Биосфера так же, как и биогеоценозы, представляет собой динамическую, постоянно изменяющуюся систему.
Компоненты биосферного уровня: биогеоценозы, антропогенное воздействие (воздействие человека).
Основные процессы биосферного уровня:
- активное взаимодействие живого и неживого вещества планеты
- биологический круговорот веществ и энергии(процессы биогенной миграции атомов)
- влияние человека: «антропогенные факторы»
- миграция атомов и молекул в природе
Науки, ведущие исследования на биосферном уровне:
- глобальная, космическая, социальная экология
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Кажется, что просто понять и отличить живое от неживого.
Если бы вы длительно наблюдали вирус под большим увеличением, то не обнаружили бы в нем признаков жизни: он не передвигается, не питается, не размножается. Но как только вирус попадает в живую клетку, то сразу начинает проявлять признаки жизни.
Ученые выделили ряд признаков и свойств, которые помогают отличить живое от неживого.
Свойства живого:
1. Обмен веществ и энергии с окружающей средой
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.
Обмен веществ является свойством живых организмов.
С точки зрения физики все живые системы открытые, то есть постоянно обмениваются с окружающей средой веществами и энергией; этот обмен является обязательным условием существования жизни.
2. 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, так как продолжительность жизни отдельного организма ограничена.
3. Наследственность и изменчивость
Наследственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству.
Очень важным свойством является изменчивость организмов, которая помогает приспосабливаться к изменяющимся условиям существования.
Изменчивость может реализовываться у отдельных организмов в ходе их индивидуального развития или в пределах группы организмов в ряду поколений при размножении.
Самовоспроизведение организмов не полностью идентично, в ходе него возникают ошибки и вариации, которые могут служить материалом для дальнейшего отбора.
Существует определенное равновесие между наследственностью и изменчивостью.
4. Свойство раздражимости
Раздражимость — способность воспринимать внешние или внутренние раздражители (воздействия) и адекватно на них реагировать.
Благодаря способности реагировать на изменение внешних условий живые организмы способны к адаптации — приспособлению к новым условиям.
У организмов, не имеющих нервной системы, реакции на внешние воздействия называются таксисы и тропизмы.
Таксисы— движения (перемещения) одноклеточных организмов к свету (фототаксис), к химическому веществу (хемотаксис); бывают положительные и отрицательные.
Тропизмы- движения, вызванные односторонним воздействием какого-либо фактора внешней среды (света, силы земного притяжения и др.). Например, гелиотропизм- это когда листья поворачиваются к солнцу; геотропизм- рост корней к центру Земли.
Настии- движения, вызванные рассеянным влиянием какого-либо фактора (света, температуры и др.). Например, ночью цветки одуванчиков закрываются.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
5. Саморегуляция (гомеостаз)
Это способность к поддержанию постоянства определенных физических и химических параметров в живом организме, в том числе и в меняющихся условиях среды.
Например, организм человека поддерживает постоянную температуру тела и давление, концентрацию в крови глюкозы и многих других веществ.
6. Дискретность (прерывный, разделенный) и целостность (непрерывность)
Это всеобщее свойство материи, в том числе и живой.
На любом уровне организации жизнь одновременно и целостна, и дискретна, то есть состоит из отдельных частей.
Например, организм дискретен, так как состоит из органов, тканей, клеток, но и целостен, поскольку все органы и ткани тесно взаимосвязаны и не могут существовать друг без друга.
7. Рост и развитие
Рост- это просто увеличение массы клеток и их количества.
Развитие- это направленное необратимое изменение объектов природы, при котором возникает новое качественное состояние, меняется состав или структура объекта, происходит, как правило, усложнение уровня организации.
Известно два вида развития живых организмов:
1. онтогенез- индивидуальное развитие одной особи
2. филогенез- историческое развитие в ряду поколений
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Индивидуальное развитие сопровождается ростом, то есть увеличением массы клеток и их количества от момента формирования зиготы до естественной смерти особи.
Онтогенез осуществляется в конкретных условиях среды, существенно влияющей на процесс реализации генетической информации в ходе индивидуального существования особи.
В различных областях биологии, медицины, ветеринарии и других наук широко проводятся исследования по изучению процессов нормального и патологического развития организмов, выяснению закономерностей онтогенеза.
Историческое развитие живых организмов представляет собой процесс эволюции, т.е. прогрессивного (от просто организованных форм к более сложным) развития живой материи, в ходе которого возникло все многообразие живых существ.
8. Ритмичность- периодические изменения интенсивности физиологических функций живых организмов (суточные ритмы сна и бодрствования, сезонные ритмы активности и спячки у некоторых животных и так далее).
Биологический смысл- согласование, координация функций организма с состоянием внешней среды, которая на Земле также подвержена ритмическим колебаниям (вращение Земли вокруг Солнца, Луны вокруг Земли, приливы-отливы и так далее).
Таковы наиболее важные свойства живого.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Биология как наука накопила множество знаний о каждом уровне организации живой природы. Благодаря накопленным знаниям произошло разделение биологии на отдельные направления.
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Биология– наука о живых существах и их взаимодействии со средой.
Наука- это сфера человеческой деятельности по получению, систематизации объективных знаний о действительности.
Объектом науки биологии является жизнь во всех ее проявлениях и формах, на разных уровнях.
Метод- это путь исследования, который использует ученый, решая какую-либо научную задачу или проблему.
Основные методы науки:
|
Название метода |
Определение |
Примеры |
|
Моделирование |
Метод, при котором создается некий образ объекта (модель) с помощью, которой ученые получают необходимые сведения об объекте |
Создание модели двойной спирали ДНК, к примеру, из пластмассовых элементов |
|
Наблюдение |
Метод, с помощью которого исследователь собирает информацию об объекте |
Визуальное наблюдение за поведением диких животных, наблюдение за организмами с помощью приборов (наблюдение за амебой через микроскоп); наблюдение за сезонными изменениями в природе (сменой листвы на деревьях, линькой животных) |
|
Эксперимент (опыт) |
Метод, позволяющий изучать явления природы в искусственно созданных условиях. Для эксперимента создаются условия, приближенные к натуральным и делаются выводы, которые потом переносятся на естественную среду |
Опыт, доказывающий образование кислорода и крахмала в ходе фотосинтеза. Скрещивание животных или растений с целью получения нового сорта или породы. Экспериментально можно доказать, что определенная вакцина защищает от определенной инфекционной болезни |
|
Гипотеза |
Предположение, предварительное решение поставленной проблемы. Выдвигая гипотезы, исследователь ищет взаимосвязи между фактами, явлениями, процессами. Именно поэтому гипотеза чаще всего имеет форму предположения: «если…тогда» |
«Если растения при дыхании выделяют углекислый газ, то мы сможем его обнаружить с помощью известковой воды, т.к. известковая вода начинает мутнеть при взаимодействии с углекислым газом» |
|
Теория |
Это обобщение основных идей в какой- либо научной области знания |
Теория эволюции обобщает все достоверные научные данные, полученные исследователями на протяжении многих десятилетий она постоянно дополняется и развивается |
Частные методы в биологии:
|
Генеалогический метод |
Применяется при составлении родословных людей, выявление характера наследования некоторых признаков |
|
Исторический метод |
Установление взаимосвязей между фактами, процессами, явлениями, происходящими на протяжении исторически длительного времени (несколько миллиардов лет) |
|
Палеонтологический метод |
Позволяет выяснить родство между древними организмами, останки которых находятся в земной коре в разных геологических слоях |
|
Центрифугирование |
Разделение смесей на составные части под действием центробежной силы. Применяется при разделении органоидов клетки; легких и тяжелых фракций органических веществ |
|
Цитогенетический метод |
Используют для изучения нормального кариотипа человека, а также при диагностике наследственных заболеваний, связанных с геномными и хромосомными мутациями. Например, синдром Дауна- это трисомия по 21 паре хромосомы |
|
Биохимический метод |
Исследование химических процессов, происходящих в организме |
|
Близнецовый метод |
Используется для выяснения степени наследственной обусловленности исследуемых признаков. Метод дает ценные результаты при изучении морфологических и физиологических признаков, изучает развитие признаков у близнецов |
|
Гибридологический метод |
Скрещивание организмов и анализ потомства |
Биологические науки:
|
Анатомия |
Раздел биологии и конкретно морфологии, изучающий строение тела организмов и их частей на уровне выше клеточного |
|
Антропология |
Совокупность научных дисциплин, занимающихся изучением человека, его происхождением, развитием, существованием в природной (естественной) и культурной (искусственной) средах |
|
Аутоэкология |
Раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма с окружающей средой |
|
Альгология |
Наука, изучающая одноклеточные и многоклеточные водоросли |
|
Ботаника |
Наука о растениях |
|
Биофизика |
Наука о физических процессах, протекающих в биологических системах разного уровня организации и о влиянии на биологические объекты различных физических факт |
|
Биохимия |
Наука о химическом составе живых клеток и организмов, о химических процессах, лежащих в основе их жизнедеятельности |
|
Бионика |
Прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формы живого в природе и их промышленные аналоги (наука и техника) |
|
Биогеография |
Изучает закономерности географического распространения и распределения животных, растений и микроорганизмов (биология и география) |
|
Биогеоценология |
Научная дисциплина, исследующая строение и функционирование биогеоценозов, отрасль знания на стыке биологии, географии и экологии |
|
Бриология |
Наука о мхах |
|
Вирусология |
Наука о вирусах |
|
Генетика |
Наука о закономерностях наследственности и изменчивости |
|
Генная инженерия |
Совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы, включает исследования, связанные с пересадкой генов, например, пересадка человеческого гена в бактерию |
|
Гигиена |
Наука, изучающая влияние факторов внешней среды на организм человека с целью оптимизации благоприятного и профилактики неблагоприятного воздействия |
|
Гистология |
Наука о тканях |
|
Ихтиология |
Наука о рыбах |
|
Зоология |
Наука о животных |
|
Клеточная инженерия |
Включает такие исследования как: пересадка клеточных ядер; выращивание нового организма из яйцеклетки с замененным ядром (клонирование животных); выращивание целого организма из одной или нескольких соматических клеток; выращивание тканей и органов «в пробирке» (культура клеток); объединение клеток организмов разных видов (получение гибридных клеток). Клонирование- метод получения нескольких идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения |
|
Микология |
Наука о грибах |
|
Микробиология |
Наука о бактериях |
|
Медицина |
Область научной и практической деятельности по исследованию нормальных и патологических процессов в организме человека, различных заболеваний и патологических состояний, их лечению, сохранению и укреплению здоровья людей |
|
Морфология |
Научная дисциплина, изучающая форму и строение организмов |
|
Молекулярная биология |
Комплекс биологических наук, изучающих механизмы хранения, передачи и реализации генетической информации, строение и функции нерегулярных биополимеров (белков и нуклеиновых кислот), роль митохондрий в метаболизме и многое другое |
|
Морфология |
Изучает как внешнее строение (форму, структуру, цвет, образцы) организма, таксона или его составных частей, так и внутреннее строение живого организма |
|
Орнитология |
Раздел зоологии позвоночных, изучающий птиц |
|
Палеонтология |
Наука об ископаемых останках растений и животных |
|
Протистология |
Наука о простейших |
|
Сравнительная физиология |
Раздел физиологии животных, изучающий методом сравнения особенности физиологических функций у различных представителей животного мира |
|
Селекция |
Наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов |
|
Сравнительная анатомия |
Биологическая дисциплина, изучающая общие закономерности строения и развития органов и систем органов при помощи их сравнения у животных разных таксонов на разных этапах эмбриогенеза |
|
Синэкология |
Раздел экологии, изучающий взаимоотношения организмов различных видов внутри сообщества организмов |
|
Систематика |
Раздел биологии, призванный создать единую стройную систему живого на основе выделения системы биологических таксонов и соответствующих названий, выстроенных по определенным правилам (номенклатура) |
|
Физиология |
Наука о закономерностях функционирования и регуляции биологических систем разного уровня организации, о пределах нормы жизненных процессов и болезненных отклонений от нее |
|
Фенология |
Система знаний и совокупность сведений о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки, о закономерностях циклических изменений природных объектов и их комплексов, связанных с годичным движением Земли вокруг Солнца |
|
Цитология |
Раздел биологии, изучающий живые клетки, их органоиды, строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти |
|
Экология |
Наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой |
|
Эволюционное учение |
Наука о причинах, движущих силах, механизмах и общих закономерностях эволюции живой природы |
|
Этология |
Наука о поведении живых организмов |
|
Эмбриология |
Наука, изучающая развитие зародыша |
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
Считается, что бактерии могут существовать только на клеточном уровне.
Но давайте посмотрим, так ли это?
Да, одиночные бактерии- это одиночные клетки. Но бактерии очень не любят жить по одиночке, им необходимо находится в потоке субстрата, поэтому они образуют:
- конгломераты или биопленки— множество микроорганизмов, расположенных на какой-либо поверхности, клетки которых прикреплены друг к другу
- консорциумы— совокупность или ассоциация двух или более организмов
Биопленка устойчивых к антибиотикам бактерий:
Эта информация доступна зарегистрированным пользователям
В биопленке микроорганизмы могут распределять между собой функции: какие-то бактерии размножаются, в каких-то клетках происходит фотосинтез, а кто-то вообще умирает, чтоб освободить место молодым.
В целом пространственная структура биопленки очень сложная.
Особенно характерно это для бактерии золотистого стафилококка, и такая организация биопленки очень напоминает тканевый уровень организации.
В реках и других водоемах бактерии образуют структуры, которые называют микробные маты. При их разрезе ученые увидели три слоя: автотрофы (фотосинтетические бактерии), гетеротрофы (аэробы), гетеротрофы (анаэробы). Такая структура напоминает работу целого организма, у которого есть отдельные органы, выполняющие определенные функции.
Если взять азотфиксирующих бактерий, то популяции бактерий одной местности могут существенно отличаться от таких же бактерий другой местности, поэтому здесь уместно говорить и о популяционно-видовом уровне.
Невозможно переоценить роль микроорганизмов в биосфере и на биосферном уровне. Именно они сформировали облик нашей планеты. Почва, вода, потоки микроэлементов, поддержка деятельности эукариотических клеток, минерализация- это все результат работы микроорганизмов.
Уровни организации живого
Видео урок
Схема
Теория
Под уровнем организации живой материи понимают то функциональное место, которое данная биологическая структура занимает в общей системе организации мира.
Молекулярно-генетический (молекулярный) уровень
Биологическая система
Биологические макромолекулы (нуклеиновые кислоты, белки, углеводы) и другие вещества (липиды, АТФ и т.п.)
Элементарные процессы
Распад и синтез макромолекул в клетке, самосборка и матричное копирование макромолекул, генные мутации и т.д.
Характеристика
На этом уровне элементарной структурной единицей является ген (участок ДНК), а ДНК — носитель наследственной информации у всех живых организмов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ превращение энергии, передача наследственной информации.
Субклеточный уровень
Биологическая система
Органоиды
Элементарные процессы
Деление полуавтономных органоидов (митохондрии, пластиды), сборка органоидов и т.д.
Характеристика
На уровне субклеточных (надмолекулярных) структур изучают строение и функции органоидов (хромосом, митохондрий, рибосом и др.), а также включений клетки.
Клеточный уровень
Биологическая система
Клетка
Элементарные процессы
Жизненный цикл клетки. Митоз. Мейоз. Амитоз. Метаболизм и т.д.
Характеристика
Клетка — основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система, единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Минимальная единица, которой присущи все свойства живого.
Тканевый уровень
Биологическая система
Ткань
Элементарные процессы
Регенерация ткани, дифференциация, специализация. и т.д.
Характеристика
Ткань – совокупность сходных по строению клеток и межклеточного вещества, объединенных выполнением общей функции. Этот уровень присутствует только у многоклеточных организмов
Органный уровень
Биологическая система
Орган
Элементарные процессы
Процессы, связанные с функциями органов: пищеварение, газообмен и т.д.
Характеристика
Орган – структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей.
Организменный уровень
Биологическая система
Особь
Элементарные процессы
Процессы онтогенеза (индивидуальное развитие), включающие процессы эмбрионального и постэмбрионального развития, обмен веществ, размножение и т.д.
Характеристика
Организм — целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных на выполнении различных функций.
Популяционно-видовой уровень
Биологическая система
Популяция и вид
Элементарные процессы
Процессы, приводящие к видообразованию: дрейф генов, популяционные волны, дивергенция и т.д.
Характеристика
Популяция – это совокупность организмов одного и того же вида, достаточно долго проживающих на определенной территории и полностью или частично изолированные от других популяций. Вид – совокупность схожих особей, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающие плодовитое потомство.
Биоценотический (экосистемный, биогеоценотический) уровень
Биологическая система
Биоценоз
Элементарные процессы
Круговорот веществ и энергии, межвидовые взаимодействия, передача энергии по цепям питания, сукцессии и т.д.
Характеристика
Экосистема — биологическая система (биогеоценоз), состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними
Биосферный уровень
Биологическая система
Биосфера
Элементарные процессы
Глобальный круговорот веществ и превращение энергии и т.д.
Характеристика
Биосфера – оболочка Земли, заселенная живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности совокупность всех биогеоценозов, включает все явления жизни на Земле. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.
Термины
Отработать термины по теме «Уровни организации живого»
Список использованных источников
ЕГЭ. Биология. Пошаговая подготовка / Ю.А. Садовниченко. — Москва : Эксмо, 2015. — 320 с
Биология (Общие закономерности). 10 кл. : учебное пособие к элективному курсу для общеобразоват. организаций (углублённый уровень) / А.А. Вахрушев, М.А. Корженевская, А.П. Пуговкин, Н.А. Пуговкина, П.М. Скворцов. – М . : Баласс, 2015. – 400 с.: ил. (Образовательная система «Школа 2100»).
Просмотров: 55719
Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
Раздел 8. Экология и учение о биосфере. Глава 8.2. Экология популяций.
ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА
8.2. Экология популяций
8.2.1. Понятие популяции
Вид — совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, приспособленных к определённым условиям жизни и занимающих в природе определённую область (ареал). Виды часто занимают большой ареал, в пределах которого особи распределены неравномерно, группами — популяциями. Целостность вида поддерживается связями между популяциями.
Популяция — совокупность особей одного вида, которая длительно существует в определённой части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Контакты между особями одной популяции чаще, чем между особями разных популяций. Например, уровень панмиксии (свободного скрещивания) внутри популяции выше, чем между особями разных популяций. Таким образом, популяция является структурной единицей вида.
Пространство, на котором популяция (или вид в целом) встречается в течение всей своей жизнедеятельности, называется ареалом — областью распространения. Ареал может быть сплошным или разорванным (дизъюнктивным), если между его частями возникают различные преграды (водные, орографические и др.), пространства, не заселённые представителями данного вида. Выделяют различные центры ареалов: геометрический центр; центр возникновения вида и пределах ареала; центр обилия — часть ареала, на которой сосредоточено наибольшее количество особей.
В зависимости от величины ареала и характера распространения различают космополитов, убиквистов, эндемиков (табл. 8.11).
Таблица 8.11. Классификация организмов
по величине ареала и характеру распространения
В отношении животных также различают трофический и репродуктивный ареалы, между которыми существует связь в виде путей пролёта для птиц или путей миграции для некоторых млекопитающих и рыб.
8.2.2. Статические и динамические показатели популяции
Популяции, будучи групповыми объединениями, обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельной особи: численность, плотность, рождаемость, смертность, скорость роста и др. Кроме того, популяции свойственна определённая организация: половая, возрастная, генетическая, пространственно-этологическая и другие структуры.
Количественные показатели (характеристики) популяции можно разделить на статические и динамические. Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени. Основные из них: численность, плотность, а также показатели структуры. Динамические показатели популяции отражают процессы, протекающие в популяции за определённый промежуток времени. Основные из них: рождаемость, смертность, скорость роста популяции.
Статические показатели популяции
Численность — число особей в популяции. Численность популяции может значительно изменяться во времени. Она зависит от биологического потенциала вида и внешних условий.
Плотность — число особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объёма.
Структурная организация популяции — соотношение групп особей по полу, возрасту, размеру, генотипу, распределение особей по территории и т.д. Выделяют различные структуры популяции: половую, возрастную, размерную, генетическую, пространственно-этологическую и др. Структура популяции формируется, с одной стороны, ни основе общих биологических свойств вида, с другой — под влиянием факторов среды, то есть имеет приспособительный характер.
Половая структура (половой состав) — соотношение особей мужского и женского пола в популяции. Половая структура свойственна только популяциям раздельнополых организмов. Теоретически соотношение полов должно быть одинаковым: 50 % от обшей численности должны составлять мужские особи, а 50% — женские особи. Фактическое соотношение полов зависит от действия различных факторов среды, генетических и физиологических особенностей пища.
Различают первичное, вторичное и третичное соотношения. Первичное соотношение — соотношение, наблюдаемое при формировании половых клеток (гамет). Обычно оно равно 1:1. Такое соотношение обусловлено генетическим механизмом определения пола. Вторичное соотношение — соотношение, наблюдаемое при рождении. Третичное соотношение — соотношение, наблюдаемое у взрослых половозрелых особей.
У человека во вторичном соотношении преобладают мальчики, в третичном — женщины: на 100 девочек рождается 106 мальчиков, к 16-18 годам из-за повышенной мужской смертности это соотношение выравнивается и к 50 годам составляет 85 мужчин на 100 женщин, а к 80 годам — 50 мужчин на 100 женщин.
У некоторых рыб (р. Пецилия) различают три типа половых хромосом: Y, X и W. Из них Y-хромосома несёт гены мужского пола, Х- и W-хромосомы — гены женского пола, но разной степени мощности». Если генотип особи имеет вид YY, то развиваются самцы, если XY — самки, если же WY, то в зависимости от условий среды развиваются половые признаки самца или самки.
В популяциях меченосцев соотношение полов зависит от значения pH среды. При рН=6,2 количество самцов в потомстве составляет 87-100%, а при рН=7,8 — от 0 до 15%.
Возрастная структура (возрастной состав) — соотношение в популяции особей разных возрастных групп. Возрастной состав определяется рядом свойств и особенностей вида: время достижения половой зрелости, продолжительность жизни, длительность периода размножения, смертность и др.
В зависимости от способности особей к размножению различают три группы: предрепродуктивную (особи, ещё не способные размножаться), репродуктивную (особи, способные размножаться) и пострепродуктивную (особи, уже не способные размножаться).
Возрастную структуру популяции иллюстрируют при помощи возрастных пирамид (рис. 8.7). В зависимости от соотношения в популяции количества особей разных возрастных групп различают три основных типа популяций: растущие, стабильные и сокращающиеся популяции.
Рис. 8.7. Типы популяций в зависимости от соотношения в них количества особей разных возрастных групп: 1 — растущая; 2 — стабильная; 3 — сокращающаяся (различная штриховка — разные возрастные группы)
Пространственно-этологическая структура — характер распределения особей в пределах ареала. Она зависит от особенностей окружающей среды и этологии (особенностей поведения) вида.
Различают три основных типа распределения особей в пространстве: равномерное, неравномерное и случайное (табл. 8.12, рис. 8.8).
Таблица 8.12. Типы распределения особей в пространстве
Рис. 8.8. Основные типы распределения особей в пространстве: а — равномерное; б — групповое; в — случайное
По типу использования пространства все подвижные животные подразделяются на оседлых и кочевых. Оседлый образ жизни имеет ряд биологических преимуществ, таких как свободная ориентация на знакомой территории при поиске пищи или укрытия, возможность создать запасы пищи (белка, полевая мышь). К его недостаткам относится истощение пищевых ресурсов при излишне высокой плотности популяции.
По форме совместного существования животных выделяют одиночный образ жизни, семейный, колониями, стаями, стадами.
Динамические показатели популяции
Рождаемость (скорость рождаемости) — число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени в результате размножения.
Смертность (скорость смертности) — число особей, погибших в популяции за единицу времени (от хищников, болезней, старости и других причин). Смертность — величина, обратная рождаемости.
Скорость роста популяции — изменение численности популяции в единицу времени. Скорость роста популяции может быть положительной, нулевой и отрицательной. Она зависит от показателей рождаемости, смертности и миграции (вселения — иммиграции и выселения — эмиграции). Увеличение (прибыль) численности происходит в результате рождаемости и иммиграции особей, а уменьшение (убыль) численности — в результате смертности и эмиграции особей.
Скорость роста может быть выражена в виде кривой роста популяции (рис. 8.9). Существуют две основные модели роста популяции: J-образная и S-образная (табл. 8.13).
Рис. 8.9. Кривые роста численности популяций: 1 — J-образная кривая; 2 — S-образная (логистическая) кривая; К — ёмкость среды
Таблица 8.13. Характерные особенности
J- и S-образных моделей роста популяции
8.2.3. Экологические стратегии
Выживаемость — абсолютное число особей (или процент от исходного числа особей), сохранившихся в популяции за определённый промежуток времени:
Z = n/N- 100%,
где Z — выживаемость, %; n — число выживших; N — исходная численность популяции.
Выживаемость зависит от возрастного и полового состава популяции, действия тех или иных факторов среды и др. Выживаемость можно выразить в виде кривых выживания. Кривые выживания отражают, как по мере старения снижается численность (побей одного возраста в популяции. Различают три основных типа кривых выживания (табл. 8.14; рис. 8.10).
Рис. 8.10. Кривые выживания: I — кривая дрозофилы; II — кривая гидры; III — кривая устрицы
Таблица 8.14. Типы кривых выживания
Комплекс свойств популяции, направленных на повышение вероятности выживания и оставление потомства, называется экологической стратегией выживания. Выделяют два типа экологических стратегий: r-стратегия и К-стратегия (табл. 8.15).
Таблица 8.15. Характерные особенности r- и К-видов
8.2.4. Регуляция численности популяции
Гомеостаз популяции — поддержание определённой численности (плотности). Изменение численности зависит от целого ряда факторов среды — абиотических, биотических и антропогенных. Однако всегда можно выделить ключевой фактор, наиболее сильно влияющий на рождаемость, смертность, миграцию особей и т.д.
На рисунке 8.11 показано, как поддерживается гомеостаз популяции, регулируемый доступностью пищевых ресурсов.
Рис. 8.11. Гомеостаз в популяции животных, регулируемый доступностью пищевых ресурсов
Факторы, регулирующие плотность популяции, делятся на зависимые и независимые от плотности. Зависимые от плотности факторы изменяются вместе с изменением плотности, к ним относятся биотические факторы. Независимые от плотности факторы остаются постоянными с изменением плотности, это абиотические факторы.
Популяции многих видов организмов способны к саморегуляции своей численности. Выделяют три механизма торможения роста численности популяций:
- при возрастании плотности повышается частота контактов между особями, что вызывает у них стрессовое состояние, уменьшающее рождаемость и повышающее смертность;
- при возрастании плотности усиливается эмиграция в новые местообитания, краевые зоны, где условия менее благоприятны и смертность увеличивается;
- при возрастании плотности происходят изменения генетического состава популяции, например, быстро размножающиеся особи заменяются медленно размножающимися.
Понимание механизмов регуляции численности популяций чрезвычайно важно для реализации возможности управления этими процессами. Деятельность человека часто сопровождается сокращением численности популяций многих видов. Причины этого — в чрезмерном истреблении особей, ухудшении условий жизни вследствие загрязнения окружающей среды, беспокойства животных, особенно в период размножения, сокращении ареала и т.д. В природе нет и не может быть «хороших» и «плохих» видов, все они необходимы для её нормального развития. В настоящее время остро стоит вопрос сохранения биологического разнообразия. Сокращение генофонда живой природы может привести к трагическим последствиям. Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) издаёт «Красную книгу», где регистрирует следующие виды: исчезающие, редкие, сокращающиеся, неопределённые. Также там содержится «чёрный список» безвозвратно исчезнувших видов.
В целях сохранения видов человек использует различные способы регулирования численности популяции: правильное ведение охотничьего хозяйства и промыслов (установление сроков и угодий охоты п отлова рыбы), запрещение охоты на некоторые виды животных, регулирование вырубки леса и др.
В то же время деятельность человека создаёт условия для появления новых форм организмов или развития старых видов, к сожалению, часто вредных для человека: болезнетворных микроорганизмов, вредителей сельскохозяйственных культур и т. д.
ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА
Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
8.2. Экология популяций
Просмотров:
26 570
Основные уровни организации живой природы
Уровни организации живых систем отражают соподчиненность, иерархичность структурной организации жизни; отличаются друг от друга сложностью организации системы (клетка устроена проще по сравнению с многоклеточным организмом или популяцией).
Биологический уровень жизни – это форма и способ ее существования (вирус существует в виде молекулы ДНК или РНК, заключенной в белковую оболочку) – это форма существования вируса. Однако свойства живой системы вирус проявляет, только попав в клетку другого организма, где он размножается – это способ его существования.
Уровни организации живой материи (размерная схема)
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).
Он включает в себя способ
существования и самовоспроизводства
сложных информационных органических
молекул, высокомолекулярные органические
соединения,
такие как белки, вирусы, плазмиды,
нуклеиновые кислоты и др. -
Субклеточный
(надмолекулярный).
На этом уровне живая природа организуется
в органоиды: хромосомы, клеточную
мембрану, эндоплазматическую
сеть, митохондрии, комплекс Гольджи,
лизосомы,
рибосомы
и другие субклеточные структуры. -
Клеточный.
На
этом уровне живая природа представлена
клетками,
т.е. элементарной структурной и
функциональной единицей живого. -
Органо-тканевый.
На
этом уровне живая природа 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).
На этом уровне живая природа
представлена организмами. Организм
(особь, индивид) – неделимая
единица жизни, ее реальный носитель,
характеризующийся всеми
ее признаками.
6.
Популяционно-ввдовой. На
этом уровне живая природа 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),
способных к скрещиванию с образованием
плодовитогопотомства
и занимающих в природе определенную
область (ареал).
-
Биоценотический.
На
этом уровне живая природа образует
биоценозы
– совокупность популяций разных видов,
обитающих на определенной
территории. -
Биогеоценотический.
На
этом уровне живая природа формирует
биогеоценозы
– совокупность биоценоза и абиотических
факторов среды
обитания (климат, почва). -
Биосферный.
На
этом уровне живая природа формирует
биосферу
– оболочку Земли, преобразованную
деятельностью живых организмов.
Предсказать
свойства каждого следующего уровня на
основе свойств предыдущих
уровней так же невозможно, как предсказать
свойства воды, исходя из свойств кислорода
и водорода. Такое явление носит название
«эмерджментность»,
т.е. наличие у системы особых, качественно
новых свойств, не присущих сумме свойств
ее отдельных элементов.
С другой стороны, знание особенностей
отдельных составляющих
системы значительно облегчает ее
изучение.
7.4. Свойства живых систем
Русским
физиком М. В. Волькенштейном предложено
следующее определение
жизни: «Живые тела, существующие на
Земле, представляют собой открытые,
саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся
системы, построенные из биополимеров
– белков и нуклеиновых кислот».
Однако до сих пор общепризнанного
определения понятия «жизнь»
не существует. Тем не менее можно выделить
признаки (свойства)
живой материи, отличающие ее от неживой.
1.
Определенный химический состав. Живые
организмы состоят из
тех же химических элементов, что и
объекты неживой природы, однако
соотношение этих элементов различно.
Макроэлементами живых
существ являются углерод (С), кислород
(О), азот (N)
и водород (Н) (в сумме около 98% состава
живых организмов), а также кальций (Са),
калий (К), магний (Мg),
фосфор (Р), сера (S),
натрий (Nа),
хлор (Сl), железо (Fе)
(в сумме около 1–2%). Химические элементы,
которые
входят в состав живых организмов и при
этом выполняют биологические функции,
называются биогенными. Даже те из них,
которые содержатся
в клетках в ничтожно малых количествах:
марганец (Mn), кобальт (Со), цинк (Zn),
медь (Сu), бор (В), иод (I),
фтор (F)
и др. – и их суммарное содержание в живом
веществе составляет около 0,1%, ничем
не могут быть заменены и совершенно
необходимы для жизни
Химические
элементы входят в состав клеток в виде
ионов и молекул неорганических и
органических веществ. Важнейшие
неорганические вещества
в клетке – вода (75–85% сырой массы живых
организмов) и минеральные соли (1–1,5%),
важнейшие органические вещества –
углеводы (0,2–2,0%), липиды (1–5%), белки
(10–15%) и нуклеиновые кислоты (1–2%).
-
Клеточное
строение. Все живые организмы, кроме
вирусов, имеют
клеточное строение. -
Обмен
веществ (метаболизм) и энергозависимость.
Живые организмы
являются открытыми системами, они
зависят от поступления
в них из внешней среды веществ и энергии.
Живые существа способны
использовать два вида энергии – световую
и химическую, и
поэтому признаку делятся на две группы:
фототрофы (организмы, использующие
для биосинтеза световую энергию –
растения, цианобактерии)
и хемотрофы (организмы, использующие
для биосинтеза энергию
химических реакций окисления
неорганических соединений
– нитрифицирующие бактерии, железобактерии,
серобактерии и
др.). В зависимости от источников углерода
живые организмы делят на
автотрофы (организмы, способные создавать
органические вещества
из неорганических – растения,
цианобактерии), гетеротрофы (организмы,
использующие в качестве источника
углерода органические
соединения – животные, грибы и большинство
бактерий) и миксотрофы
(организмы, которые могут как синтезировать
органические вещества
из неорганических, так и питаться
готовыми органическими оединениями
(насекомоядные растения, представители
отдела эвгленовых
водорослей и др.).
Пищевые
вещества, попавшие в организм, вовлекаются
в процессы метаболизма
– обмена веществ. Выделяют две составные
части метаболизма – катаболизм и
анаболизм.
Катаболизмом
(энергетический
обмен, диссимиляция) называется
совокупность
реакций, приводящих к образованию
простых веществ из более сложных
(гидролиз полимеров до мономеров и
расщепление последних
до низкомолекулярных соединений
углекислого газа, воды, аммиака
и др. веществ). Катаболические реакции
идут обычно с высвобождением
энергии. Энергия, высвобождающаяся при
распаде органических
веществ, не сразу используется клеткой,
а запасается в форме высокоэнергетических
соединений, как правило, в форме –
аденозин-трифосфата
(АТФ). Синтез АТФ происходит в клетках
всех организмов в
процессе фосфорилирования, т.е.
присоединения неорганического фосфата
к АДФ. Катаболизм делится на несколько
этапов
-
Подготовительный
этап заключается в расщеплении сложных
углеводов
до простых: глюкозы, жиров до жирных
кислот и глицерина, белков
— до аминокислот. -
Бескислородный
этап дыхания – гликолиз, в результате
которого
глюкоза расщепляется до пировиноградной
кислоты (ПВК); в итоге
образуется АТФ (из 1 моль глюкозы). У
анаэробов или у аэробов при
недостатке кислорода протекает брожение. -
Кислородный
этап – дыхание, т.е. полное окисление
ПВК осуществляется
в митохондриях эукариот в присутствии
кислорода и
включает две стадии: цепь последовательных
реакций — цикл Кребса
(цикл трикарбоновых кислот) и цикл
переноса электронов; в итоге образуется
36 АТФ (из 1 моль глюкозы).
Анаболизм
(пластический
обмен, ассимиляция) – понятие,
противоположное
катаболизму: совокупность реакций
синтеза сложных веществ
из более простых (образование углеводов
из углекислого газа
и воды в процессе фотосинтеза, реакции
матричного синтеза). Для
протекания анаболических реакций
требуются затраты энергии. Наиболее
важным метаболическим процессом
пластического обмена является
фотосинтез (фотоавтотрофия) – синтез
органических соединений
из неорганических за счет энергии света.
-
Саморегуляция
(гомеостаз). Живые организмы обладают
способностью
поддерживать гомеостаз – постоянство
своего химического
состава и интенсивность обменных
процессов.
5.
Раздражимость. Живые организмы проявляют
раздражимость,
т.е.
способность отвечать на определенные
внешние воздействия специфическими
реакциями. Реакция многоклеточных
животных на
раздражение осуществлявляется с участием
нервной системы – рефлекс.
Реакция на раздражение у простейших
животных называется
таксис, который выражается в изменении
характера и направления движения.
По отношению к раздражителю выделяют
фототаксис – движение под воздействием
источника света, хемотаксис – перемещение
организма в зависимости от концентрации
химических веществ и
др. Различают положительный или
отрицательный таксис в зависимости
от того, как действует раздражитель на
организм: позитивноили
негативно. Реакция на раздражение у
растений – тропиз выражается
в определенном характере роста. Так,
гелиотропизм означает рост наземных
частей растений (стебля, листьев) по
направлению к Солнцу,
а геотропизм – рост подземных частей
(корней) по направлению к
центру Земли.
-
Наследственность.
Живые организмы способны передавать
неизменными
признаки и свойства из поколения в
поколение с помощью
носителей информации – молекул ДНК и
РНК. -
Изменчивость.
Живые организмы способны приобретать
новые признаки и свойства. Изменчивость
создает разнообразный исходный материал
для естественного отбора, т.е. отбора
наиболее приспособленных
особей к конкретным условиям существования
в природных условиях,
что в свою очередь приводит к появлению
новых форм жизни
и новых видов организмов. -
Самовоспроизведение
(размножение). Живые организмы способны
размножаться – воспроизводить себе
подобных. Благодаря размножению
осуществляются смена и преемственность
поколений. -
Принято
различать два основных типа размножения:
бесполое и половое. -
Индивидуальное
развитие (онтогенез). Каждой особи
свойствен
онтогенез – индивидуальное развитие
организма от зарождения до
конца жизни (смерти или нового деления).
Развитие сопровождается
ростом. -
Эволюционное
развитие (филогенез). Живой материи в
целом свойствен
филогенез – историческое развитие
жизни на Земле с момента
ее появления до настоящего времени. -
Адаптации.
Живые организмы способны адаптироваться,
т.е. приспосабливаться
к условиям окружающей среды. -
Ритмичность. Живые
организмы проявляют ритмичность
жизнедеятельности (суточную, сезонную
и др.). -
Целостность
и дискретность. С одной стороны, вся
живая материя целостна, определенным
образом организована и подчиняется
общим
законам; с другой — любая биологическая
система состоит из
обособленных, хотя и взаимосвязанных
элементов. Любой организм
или иная биологическая система (вид,
биоценоз и др.) состоит из
отдельных изолированных, т.е. обособленных
или отграниченных в
пространстве, но тесно связанных и
взаимодействующих между собой,
частей, образующих структурно-функциональное
единство. -
Иерархичность.
Начиная с биополимеров (белков и
нуклеиновых
кислот) и заканчивая биосферой в целом,
все живое находится в
определенной соподчиненности.
Функционирование биологических систем
на менее сложном уровне делает возможным
существование более
сложного уровня. -
Негэнтропия.
Согласно второму закону термодинамики,
все процессы,
самопроизвольно протекающие в
изолированных системах,
развиваются в направлении понижения
упорядоченности, т.е. возрастания
энтропии. В то же время по мере роста и
развития живые организмы, наоборот,
усложняются, что, что не противоречит
второму закону термодинамики, поскольку
живые организмы представляют собой
открытые системы. Организмы питаются,
поглощая при этом энергию
извне, выделяют в окружающую среду
тепло и продукты жизнедеятельности,
наконец, погибают и разлагаются. По
образному выражению Э. Шредингера,
«организм питается отрицательной
энтропией».
Совершенствуясь и усложняясь, организмы
вносят хаос в
окружающий их мир.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #