современная классификация и эволюционно обусловленные уровни организации жизни

Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.

Начальный уровень организации живого. Предмет исследования – молекулы нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов и других биологических молекул, т.е. молекул, находящихся в клетке.

Изучение клеток, выступающих в роли самостоятельных организмов (бактерии, простейшие и некоторые другие организмы) и клеток, составляющих многоклеточные организмы.

Клетки, имеющие общее происхождение и выполняющие сходные функции, образуют ткани. Выделяют несколько типов животных и растительных тканей, обладающих различными свойствами.

У организмов, начиная с кишечнополостных, формируются органы (системы органов), часто из тканей различных типов.

Этот уровень представлен одноклеточными и многоклеточными организмами.

Организмы одного и того же вида, совместно обитающие в определенных ареалах, составляют популяцию. Сейчас на Земле насчитывают около 500 тыс. видов растений и около 1,5 млн. видов животных.

Представлен совокупностью организмов разных видов, в той или иной степени зависящих друг от друга.

Высшая форма организации живого. Включает все биогеоценозы, связанные общим обменом веществ и превращением энергии.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник

Вопрос 1. Эволюционно-обусловленные уровни организации живого.

Живая природа – это целостная, но неоднородная система, которой свойственна иерархическая организация. Иерархической называется такая система, в которой части (или элементы целого) расположены в порядке от высшего к низшему. Иерархический принцип организации позволяет выделить в живой природе отдельные уровни, что весьма удобно при из-учении жизни как сложного природного явления.

Элементарная единица (ЭЕ) – это структура (или объект), закономерные изменения которой (элементарные явления, ЭЯ) составляют ее вклад в развитие жизни на данном уровне.

1) молекулярно-генетический уровень. ЭЕ представлена геном. Ген – это участок молекулы ДНК (а у некоторых виру-сов-молекулы РНК), который ответствен за формирование какого – либо одного признака. Информация, заложенная в нуклеиновых кислотах, реализуется посредством матричного синтеза белков;

2) субклеточный уровень.ЭЕ представлена какой-либо субклеточной структурой, т. е. органеллой, которая выполняет свойственные ей функции и вносит свой вклад в работу клетки в целом;

3) клеточный уровень.ЭЕ – это клетка, которая является самостоятельно функционирующей элементарной биологической системой. Только на этом уровне возможны реализация генетической информации и процессы биосинтеза. Для одноклеточных организмов этот уровень совпадает с организменным. ЭЯ – это реакции клеточного метаболизма, составляющие основу потоков энергии, информации и вещества;

4) тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань (ЭЕ). Уровень возник с появлением многоклеточных организмов с более или менее дифференцированными тканями. Ткань функционирует как единое целое и обладает свойствами живого;

5) органный уровень.Образован совместно с функционирующими клетками, относящимися к разным тканям (ЭЕ). Всего четыре основные ткани входят в состав органов многоклеточных организмов, шесть основных тканей образуют органы растений;

6) организменный (онтогенетический) уровень. ЭЕ – это особь в ее развитии от момента рождения до прекращения ее существования в качестве живой системы. ЭЯ – это закономерные изменения организма в процессе индивидуального развития (онтогенеза). В процессе онтогенеза в определенных условиях среды происходит воплощение наследственной информации в биологические структуры, т. е. на основе генотипа особи формируется ее фенотип;

7) популяционно-видовой уровень. ЭЕ – это популяция, т. е. совокупность особей (организмов) одного вида, населяющих одну территорию и свободно скрещивающихся между собой. Популяция обладает генофондом, т. е. совокупностью генотипов всех особей. Воздействие на генофонд элементарных эволюционных факторов (мутаций, колебаний численности особей, естественного отбора) приводит к эволюционно значимым изменениям (ЭЯ);

8) биоценотический (экосистемный) уровень.ЭЕ – биоценоз, т. е. исторически сложившееся устойчивое сообщество популяций разных видов, связанных между собой и с окружающей неживой природой обменом веществ, энергии и информации (круговоротами), которые и представляют собой ЭЯ;

9) биосферный (глобальный) уровень.ЭЕ – биосфера (область распространения жизни на Земле), т. е. единый планетарный комплекс биогеоценозов, различных по видовому составу и характеристике абиотической (неживой) части. Биогеоценозы обусловливают все процессы, протекающие в биосфере;

10) носферный уровень. Это новое понятие было сформулировано академиком В. И. Вернадским. Он основал учение o ноосфере как сфере разума. Это составная часть биосферы, которая изменена благодаря деятельности человека.

Вопрос 4. Определение Биологии как науки. Она изучает жизнь как особую форму движения материи, законы ее существования и развития. Предметом изучения биологии являются живые организмы, их строение, функции, их природные сообщества. Термин «биология», предложенный в 1802 г. впервые Ж.Б. Ламарком, происходит от двух греческих слов: bios — жизнь и logos – наука. Вместе с астрономией, физикой, химией, геологией и другими науками, изучающими природу, биология относится к числу естественных наук.

Комплекс биологических наук.

Современная биология представляет собой систему наук о живой природе. Общие закономерности развития живой природы рассматривает общая биология. Соответственно объектам изучения – животным, растениям, вирусам – существуют специальные науки: зоология, ботаника, вирусология, изучающие каждую из названных групп организмов. В свою очередь, эти науки имеют разделы в зависимости от охватываемых ими объектов. Так, ботаническими науками являются микология (наука о грибах), альгология (наука о водорослях), бриология (наука о мхах) и т. д. К зоологическим наукам относятся: протозоология – учение о простейших, гельминтология – о паразитических червях, арахнология – о паукообразных, энтомология – о насекомых и т. д. Классификацией живых существ занимается систематика.

Ряд биологических наук изучает морфологию, т. е. строение организмов, другие – физиологию, т. е. процессы, протекающие в живых организмах, и обмен веществ между организмами и средой. К морфологическим наукам относятся анатомия, изучающая макроскопическую организацию животных и растений, и гистология – наука о тканях и о микроскопическом строении тела.

Многие общебиологические закономерности являются предметом изучения цитологии, эмбриологии, геронтологии, генетики, экологии, дарвинизма и других наук. Цитология – наука о клетке. Благодаря применению электронного микроскопа, новейших химических и физических методов исследования современная цитология изучает строение и жизнедеятельность клетки не только на микроскопическом, но и на субмикроскопическом, молекулярном уровне.Эмбриология изучает закономерности индивидуальности развития организмов, развитие зародыша. Геронтология – учение о старении организмов и борьбе за долголетие. Генетика – наука о закономерностях изменчивости и наследственности. Она является теоретической базой селекции микроорганизмов, культурных растений и домашних животных.Исследование взаимодействия между организмами и окружающей их средой, обусловливающего выживание, развитие и размножение организмов, входит в задачу экологии. Экологическими науками являются биоценология и биогеоценология, изучающие биоценозы, т. е. устойчивые взаимообусловленные сообщества организмов и взаимоотношения биоценозов с окружающей их неживой природой. К экологии близки биогеография, выясняющая пути распространения организмов по земной поверхности, и паразитология, которая изучает паразитические организмы, пути их циркуляции в природе и разрабатывает способы борьбы и ликвидации возбудителей паразитарных болезней человека, домашних животных и культурных растений.

Палеонтология изучает вымершие организмы, ископаемые останки прежней жизни. Антропология – наука о происхождении человека и его рас. Правильное понимание биологической эволюции человека невозможно без учета закономерностей развития человеческого общества, поэтому антропология является не только биологической, но и социальной наукой.

Дарвинизм, или эволюционное учение, рассматривает общие закономерности исторического развития органического мира..

Источник

1. Молекулярный уровень. Начальный уровень организации живого. Предмет исследования – молекулы нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов и других биологических молекул, т.е. молекул, находящихся в клетке.

2. Клеточный уровень. Изучение клеток, выступающих в роли самостоятельных организмов (бактерии, простейшие и некоторые другие организмы) и клеток, составляющих многоклеточные организмы.

3. Тканевый уровень. Клетки, имеющие общее происхождение и выполняющие сходные функции, образуют ткани. Выделяют несколько типов животных и растительных тканей, обладающих различными свойствами.

4. Органный уровень. У организмов, начиная с кишечнополостных, формируются органы (системы органов), часто из тканей различных типов.

5. Организменный уровень. Этот уровень представлен одноклеточными и многоклеточными организмами.

6. Популяционно-видовой уровень. Организмы одного и того же вида, совместно обитающие в определенных ареалах, составляют популяцию. Сейчас на Земле насчитывают около 500 тыс. видов растений и около 1,5 млн. видов животных.

7. Биогеоценотический уровень. Представлен совокупностью организмов разных видов, в той или иной степени зависящих друг от друга.

8. Биосферный уровень. Высшая форма организации живого. Включает все биогеоценозы, связанные общим обменом веществ и превращением энергии.

Источник

Эволюционно-обусловленные уровни организации живого. Элементарная единица и элементарное эволюционное явление на каждом из этих уровней

Определение понятия жизни. Критика идеалистических и метафизических представлений о сущности жизни. Фундаментальные свойства живого.

Поразительное разнообразии жизни создает трудности для ее однозначного определения. Первоначально исследователи в определении жизни указывали св-ва отличающие живое от неживого. В 18в. в физике подошли к жизни со стороны энтропии (вел-на обратная внутренней энергии тела) служит мерой необратимых природных процессов. Живые орг-мы от неживых отличаются высокой степенью упорядочности (структурированные) и низкой степенью энтропии (степень неупорядочности). Это достигается постоянным притоком эн-ии из вне, к-ая используется на поддержание внутренней стр-ры.

Энгельс определил жизнь, как способ сущ-ния белковых тел. В определение обращается внимание на субстрат жизни и способность сущ-ния, их обмен в-тв с окр. ср., с прекращением обмена – прекращается жизнь.

Современная трактовка: Жизнь – макромолекулярная система, которой свойственно: иерархия, способность к самовоспроизведению, обмен в-тв, тонко регулируемый поток энергии. Жизнь – конечно особая форма существования материи связанное с самовоспроизведением.

Сущность жизни заключается в ее самовоспроизведении, которое обеспечивает передачей генетической информации поколению. В наст. вр. субстрат жизни – нуклеопротеиды, которые входят в состав ядра у эукариот.

Живая природа – целая, но не однородная система; иерархия позволяет выделить отдельные уровни (функциональное место биологической структуры определенной сложности).

Микросистемный уровень: субмалекулярный, малекулярный, субклеточный, клеточный. Мезосистемный: тканевой, органный, система органов, организменный. Макросистемный: популяционный, видовой, биоценотический, биосферный.

Фундаментальные св-ва живого: самовоспроизведение, самообновление, саморегуляция, дискретность и целостность, наследственность и изменчивость, рост и развитие, раздражимость.

В физике и математике высказывалась мысль, что животные – это особые механизмы. Химики после детального изучения химического состава позволили немецкому философу Энгельсу дать определение: «Жизнь есть способ существования белковых тел»

Современная трактовка (ученый К.Гробстейн)

«Жизнь – это макромолекулярная открытая система, для которой характерно определенная иерархическая организация, а также способность к воспроизведению, обмену веществ, и тщательное регулирование потока энергии. Жизнь представляет собой распространенный центр упорядоченности в менее упорядоченной вселенной.»

Фундаментальный свойства живого:

1. Самообновление (связано с потоком вещества и энергии)

2. Самовоспроизведение(обеспечивает преемственность между сменяющими друг друга генерациями биологических систем, связанное с потоком информации)

3. Саморегуляция(базируется на потоке вещества, энергии и информации)

Перечисленные свойства обусловливают основные атрибуты жизни:

1.Обмен веществ и энергии

5.наследственность и изменчивость

6.Индивидуальное и филогенетическое развитие

7.Дискретность и целостность(прерывистая)

Современная классификация живого. Неклеточные и клеточные формы жизни. Возникновение клеточной организации в процессе эволюции. Прокариоты и эукариоты: сходства и различия, примеры.

2 подцарства: одноклеточные и многоклеточные

В природе существует значительное разнообразие клеток, различающихся по размерам, форме химическим особенностям. Число же главных типов клеточной организации ограниченно. Разделяют прокариотический и эукариотический типы с подразделением второго на подтипы, характерный для простейших организмов, и подтип, характерный для многоклеточных.

Клеткам прокариотического типа свойственны малые размеры, отсутствие обособленного ядра, так что генетический материал в виде ДНК не ограничен от цитоплазмы оболочкой. В клетках отсутствует развитая система мембран. Генетический аппарат представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы, к-ая лишена основных белков гистонов (белков Кл-ых ядер) Брагодаря значительному кол-ву диаминокислот аргинина и лизина гистоны им. щелочной характер

Различия прокариотических и эукариотических клеток по наличию гистонов указывают на разные механизмы регуляции фун-ни ген-oro материала. В прокариотических кл-х отсутствует Кл- ыи центр. Не типичны внутрикл-ые перемещения цитоплазмы и амебоидное движение. Время необходимое для образования 2х дочерних кл из материнской, сравнительно мало и исчисляется 10-ми минут. К прокариотическому типу кл относят бактерии и сине-зеленые водоросли Эукариотический тип клеточной организации представлен двумя подтипами.

В традиционном изложении клетку растительного или животного организма описывают как объект, отграниченный оболочкой, в котором выделяют ядро и цитоплазму. В ядре на ряду с оболочкой и ядерным соком обнаруживаются ядрышко и хроматин. Цитоплазма представлена ее основными веществами (матриксом, гиалоплазмой), в к-ом распределены включения и органеллы

Эволюционно-обусловленные уровни организации живого. Элементарная единица и элементарное эволюционное явление на каждом из этих уровней.

Эволюционно-обусловленные уровни организации живого включают следующие уровни:

а) молекулярно-генетический – начальный, глубинный уровень живого, представленный биологическими молекулами; осуществляет важные процессы жизнедеятельности. Элементарная единица – ген. б) клеточный – с этого уровня начинается жизнь, поскольку возникающий на молекулярном уровне матричный синтез происходит в клетку. Зд. происходит упорядочение и разграничение процессов. Элементарная единица – клетка, элементарное явление – реакции клеточного метаболизма. в) организменный – все организмы, зд. происходит декодоминирование и реализация генетической информации. Элементарная единица – особь, элементарное явление – изменение организма в индивидуальном развитие. г) популяционно-видовой – живые существа, неизолированны, объединены. Элементерная единица – популяция, элементарное явление – изменение генофонда под действием элементарных факторов. д) биоценотический – элементарная единица – биоценоз, элементарное явление – потоки энергии и круговорот веществ. е) биосферный – высшая форма организации живого, все вещественно-энергетические круговороты объединенные в единый. Элементарное явление – изменение круговорота.

Уровень – это функциональное место биологической структуры, определенной степени сложности в общей системе систем живого.

А) Молекулярно-генетический уровень ( Ген; конвариантная редупликация или самовоспроизведение с изменением генов (ДНК))

Б) Субклеточный уровень( Органоиды; разделение их на функции)

В) Клеточный( клетка; реакции клеточного метаболизма)

А) Тканевый (ткань; дифференцировка и специализация клеток)

Б)Органный (орган; объединение различных тканей в органы)

В) Организменный(особь; индивидуальное развитие организма)

А)Популяционно-видовой(популяция; действие элементарных эволюционных факторов приводит к эволюционно значимым изменениям генотипа популяции)

Б) Биогеоценотический ( биогеоценозы; вещественно-энергетический круговорот)

В)Биосферный( биосфера; биогеохимический круговорот)

Источник

Уровни организации жизни

Все живые организмы в природе состоят из одинаковых уровней организации, это общая для всех живых организмов характерная биологическая закономерность.
Выделяют следующие уровни организации живых организмов — молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.

Рис. 1. Молекулярно-генетический уровень

1. Молекулярно-генетический уровень. Это наиболее элементарный характерный для жизни уровень (рис. 1). Как бы сложно или просто ни было строение любого живого организма, они все состоят из одинаковых молекулярных соединений. Примером этого являются нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и другие сложные молекулярные комплексы органических и неорганических веществ. Их называют иногда биологическими макро- молекулярными веществами. На молекулярном уровне происходят различные процессы жизнедеятельности живых организмов: обмен веществ, превращение энергии. С помощью молекулярного уровня осуществляется передача наследственной информации, образуются отдельные органоиды и происходят другие процессы.

2. Клеточныйуровенъ. Клетка является структурной и функциональной единицей всех живых организмов на Земле (рис. 2). Отдельные органоиды в составе клетки имеют характерное строение и выполняют определенную функцию. Функции отдельных органоидов в клетке взаимосвязаны и выполняют единые процессы жизнедеятельности. У одноклеточных организмов (одноклеточные водоросли и простейшие) все жизненные процессы проходят в одной клетке, и одна клетка существует как отдельный организм. Вспомните одноклеточные водоросли, хламидомонады, хлореллу и простейших животных — амебу, инфузорию и др. У многоклеточных организмов одна клетка не может существовать как отдельный организм, но она является элементарной структурной единицей организма.

3. Тканевый уровень. Совокупность сходных по происхождению, строению и функциям клеток и межклеточных веществ образует ткань. Тканевый уровень характерен только для многоклеточных организмов. Также отдельные ткани не являются самостоятельным целостным организмом (рис. 3). Например, тела животных и человека состоят из четырех различных тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная). Растительные ткани называются: образовательная, покровная, опорная, проводящая и выделительная. Вспомните строение и функции отдельных тканей.

4. Органный уровень. У многоклеточных организмов объединение нескольких одинаковых тканей, сходных по строению, происхождению и функциям, образует органный уровень (рис. 4). В составе каждого органа встречается несколько тканей, но среди них одна наиболее значительная. Отдельный орган не может существовать как целостный организм. Несколько органов, сходных по строению и функциям, объединяясь, составляют систему органов, например пищеварения, дыхания, кровообращения и т. д.

5. Организменный уровень. Растения (хламидомонада, хлорелла) и животные (амеба, инфузория и т. д.), тела которых состоят из одной клетки, представляют собой самостоятельный организм (рис. 5). А отдельная особь многоклеточных организмов считается как отдельный организм. В каждом отдельном организме происходят все жизненные процессы, характерные для всех живых организмов, — питание, дыхание, обмен веществ, раздражимость, размножение и т. д. Каждый самостоятельный организм оставляет после себя потомство. У многоклеточных организмов клетки, ткани, органы и системы органов не являются отдельным организмом. Только целостная система органов, специализированно выполняющих различные функции, образует отдельный самостоятельный организм. Развитие организма, начиная с оплодотворения и до конца жизни, занимает определенный промежуток времени. Такое индивидуальное развитие каждого организма называется онтогенезом. Организм может существовать в тесной взаимосвязи с окружающей средой.

6. Популяционно-видовой уровень. Совокупность особей одного вида или группы, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида, составляет популяцию. На популяционном уровне осуществляются простейшие эволюционные преобразования, что способствует постепенному появлению нового вида (рис. 6).

7. Биогеоценотический уровень. Совокупность организмов разных видов и различной сложности организации, приспособленных к одинаковым условиям природной среды, называется биогеоценозом, или природным сообществом. В состав биогеоценоза входят многочисленные виды живых организмов и условия природной среды. В природных биогеоценозах накапливается энергия и передается от одного организма к другому. Биогеоценоз включает неорганические, органические соединения и живые организмы (рис. 7).

8. Биосферный уровень. Совокупность всех живых организмов на нашей планете и общей природной среды их обитания составляет биосферный уровень (рис. 8). На биосферном уровне современная биология решает глобальные проблемы, например определение интенсивности образования свободного кислорода растительным покровом Земли или изменения концентрации углекислого газа в атмосфере, связанные с деятельностью человека. Главную роль в биосферном уровне выполняют «живые вещества», т. е. совокупность живых организмов, населяющих Землю. Также в биосферном уровне имеют значение «биокосные вещества», образовавшиеся в результате жизнедеятельности живых организмов и «косных» веществ (т. е. условий окружающей среды). На биосферном уровне происходит круговорот веществ и энергии на Земле с участием всех живых организмов биосферы.

Уровни организации жизни. Популяция. Биогеоценоз. Биосфера.

Заполните таблицу, показывающую структурные особенности каждого уровня организации:

Источник