Тема урока Организменный уровень жизни и его роль в природе. Значение организменного уровня в природе Значение организменного уровня в природе кратко

03.11.2021

Организм – это основная единица жизни, реальный носитель ее свойств, так как только в клетках организма происходят процессы жизни. Как отдельная особь организм входит в состав вида и популяции, являясь структурной единицей популяционно-видового уровня жизни.

Биосистемам организменного уровня присущи такие свойства: Обмен веществ Питание и пищеварение Дыхание Выделение Раздражимость Размножение Поведение Образ жизни Механизмы адаптации к среде обитания Нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности

Структурными элементами организма являются клетки, клеточные ткани, органы и системы органов с их уникальными жизненно важными функциями. Взаимодействие этих структурных элементов в их совокупности обеспечивает структурную и функциональную целостность организма.

Основные процессы в биосистеме организменного уровня: обмен веществ и энергии, характеризующийся согласованной деятельностью различных систем органов организма: поддержание постоянства внутренней среды, развертывание и реализация наследственной информации, а также проверка жизнеспособности данного генотипа, индивидуальное развитие (онтогенез).

Организация биосистемы организменного уровня отличается большим разнообразием систем органов и тканей, образующих организм; сформированностью систем управления, обеспечивающих согласованную работу всех компонентов биосистемы и выживание организма в сложных условиях среды; наличием различных механизмов адаптации к действию факторов, поддерживающих относительное постоянство внутренней среды, т. е. гомеостаза организма.

Значение организменного уровня жизни в природе выражается прежде всего в том, что на этом уровне возникла первичная дискретная биосистема, характеризующаяся самоподдержанием своей структуры, самовозобновлением, активно регулирующая на воздействие внешней среды и способная взаимодействовать с другими организмами.

Жизнедеятельность организма обеспечивается работой и взаимодействием его различных органов. Орган – это часть многоклеточного организма, выполняющая конкретную функцию (или группу взаимосвязных функций), имеющая определенное строение и состоящая из закономерно сложившегося комплекса тканей. Орган может выполнять свои функции самостоятельно или в составе системы органов (например, дыхательной, пищеварительной, выделительной или нервной).

У одноклеточных организмов функциональными частями особей являются органоиды, т. е. структуры, подобные органам. Организм – это совокупность систем органов, связанных между собой и внешней средой.

Все организмы как отдельные особи являются представителями различных популяций (и видов) и носителями их основных наследственных свойств и признаков. Поэтому каждый организм представляет уникальный пример популяции (и вида) в проявлении наследственных задатков, признаков и отношений со средой.

Гуморальная регуляция осуществляется через жидкие среды организма (кровь, лимфа, тканевая жидкость) с помощью биологически активных веществ, выделяемых клетками, тканями и органами при их функционировании. При этом важную роль выполняют гормоны, которые, вырабатываясь в специальных железах внутренней секреции, поступают непосредственно в кровь. У растений управление процессами роста и морфофизиологического развития осуществляют биологически активные химические соединения – фитогормоны, вырабатываемые специализированными тканями (меристемой в точках роста).

У одноклеточных (простейшие, водоросли, грибы) многие процессы жизнедеятельности также регулируются гуморальнохимическим путем посредством внешней и внутренней среды.

В ходе эволюции живых организмов возникла новая, более эффективная по быстроте управления процессами функционирования регуляция – нервная. Нервная регуляция – филогенетически более молодой тип регуляции по сравнению с гуморальной. Она основана на рефлекторных связях и адресована строго определенному органу или группе клеток. Скорость нервной регуляции в сотни раз выше, чем гуморальной.

Гомеостаз – это способность противостоять изменениям и сохранять динамически относительное постоянство состава и свойств организма.

У позвоночных животных и человека импульсы, посылаемые нервной системой, и выделяемые гормоны взаимно дополняют друга в регуляции процессов жизнедеятельности организма. Гуморальная регуляция подчинена нервной регуляции, вместе они составляют единую нервногуморальную регуляцию, обеспечивающую нормальное функционирования организма в изменяющихся условиях среды.

Питание одноклеточных Пиноцитоз – это поглощение жидкости и ионов. Фагоцитоз – это захват твердых оформленных частиц. Клетка может переваривать с помощью лизосом. Лизосомы переваривают практически все, даже содержимое своей клетки. Процесс саморазрушения клетки называется автолизом. Автолих происходит при высвобождение содержимого лизосом непосредственно в цитоплазму.

Движение одноклеточных Осуществляется с помощью разных органоидов и выростов цитоплазмы. В цитоплазме расположена сложная сеть микротрубочек, микрофиламентов и других структур, обладающих опорными и сократительными функциями, обеспечивающими амебоидное перемещение клетки. Некоторые простейшие перемещаются за счет волнообразного сокращения всего тела. Активное движение клетка совершает с помощью таких специальных образований, как жгутики и реснички.

Поведение (раздражимость) одноклеточных Проявляется в том, что они могут воспринимать из внешней среды различные раздражения и реагировать на них. Как правило, ответ на раздражение состоит в пространственном перемещении особей. Этот вид раздражимости у одноклеточных называется таксисом. Фототаксис – активная реакция на свет. Термотаксис – активная реакция на температуру. Геотаксис – активная реакция на притяжение земли.

Многоклеточным организмам, как и одноклеточным, присущи основные процессы жизнедеятельности: питание, дыхание, выделение, движение, раздражимость и др. Однако, в отличие от одноклеточных, у которых все процессы сосредоточены в одной клетке, у многоклеточных появляется разделение функций между клетками, тканями, органами, системами органов.

Сосудистые системы осуществляют транспортировку веществ внутри организма. Система дыхания поставляет организму необходимое количество кислорода и одновременно выводит многие продукты метаболизма. Использование кислорода, растворенного в воде, наиболее древний способ дыхания. Для этого используются жабры. У наземных позвоночных дыхательная система состоит из гортани, трахеи, парных бронхов и легких.

Процессы дыхания и выделения продуктов метаболизма у многих высокоорганизованных животных, особенно имеющих большие размеры, невозможны без участия кровеносной системы. КС впервые появилась у червей. У членистоногих, моллюсков и хордовых в КС есть особый пульсирующий орган – сердце. Помимо главной роли (обеспечение процессов обмена веществ и поддержание гомеостаза) КС позвоночных выполняет еще и другие функции: сохраняет постоянную температуру тела, переносит гормоны, участвует в борьбе с заболеваниями, в заживлении ран и др.

Кровь – жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе. У всех позвоночных в крови имеются клеточные, или форменные, элементы. Это эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.

Задания и вопросы 1. Охарактеризуйте отличия организменного уровня жизни от популяционно-видового. 2. На примере любого млекопитающего назовите основные структурные элементы биосистемы «организм» . 3. Поясните, какие признаки позволяют отнести к организмам туберкулезную бациллу у больного, окуня в реке и сосну в лесу. 4. Охарактеризуйте роль механизмов управления в существовании биосистемы. 5. Как осуществляется саморегуляция процессов жизнедеятельности у организма? 6. Поясните, как поглощают и как переваривают пищу одноклеточные организмы. Охарактеризуйте, каким образом одноклеточные ориентируются в окружающей среде.

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.


Рис. 2. Клеточный уровень

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.


Рис. 3. Тканевый уровень

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.


Рис. 4. Органный уровень

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.


Рис. 5. Организменный уровень

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.


Рис. 6. Популяционно-видовой уровень

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).


Рис. 7 Биогеоценотический уровень

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).


Рис. 8. Биосферный уровень

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.

  1. В настоящее время выделяют несколько уровней организации живых организмов: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный.
  2. На популяционно-видовом уровне осуществляются элементарные эволюционные преобразования.
  3. Клетка - самая элементарная структурная и функциональная единица всех живых организмов.
  4. Совокупность сходных по происхождению, строению и функциям клеток и межклеточных веществ образует ткань.
  5. Совокупность всех живых организмов на планете и общей природной среды их обитания составляет биосферный уровень.
    1. Назовите по порядку уровни организации жизни.
    2. Что такое ткань?
    3. Из каких основных частей состоит клетка?
      1. Для каких организмов характерен тканевый уровень?
      2. Дайте характеристику органного уровня.
      3. Что такое популяция?
        1. Дайте характеристику организменному уровню.
        2. Назовите особенности биогеоценотического уровня.
        3. Приведите примеры взаимосвязанности уровней организованности жизни.

Заполните таблицу, показывающую структурные особенности каждого уровня организации:

Порядковый номер

Уровни организации

Особенности

Подробное решение параграф Подведите итог 1 главы по биологии для учащихся 11 класса, авторов И.Н. Пономарева, О.К. Корнилова, Т.Е. Лощилина, П.В. Ижевский Базовый уровень 2012

  • Гдз по Биологии за 11 класс можно найти
  • Гдз рабочая тетрадь по Биологии за 11 класс можно найти

Проверьте себя

Дайте определение биосистемы «организм».

Организм представляет собой отдельность живой материи как целостная живая система.

Поясните, различаются ли понятия «организм» и «особь».

Под организмом (понятие физиологическое) имеется в виду живая система как целое, состоящее из частей, как взаимодействие клеток, органов и других компонентов тела.

Особь (понятие экологическое (популяционное) – часть окружающей среды (стаи, прайда, общества), а не как целое. Особь взаимодействует с окружающим миром, а организм это мир, в котором взаимодействуют его части.

Назовите основные свойства биосистемы «организм».

Рост и развитие;

Питание и дыхание;

Обмен веществ;

Открытость;

Раздражимость;

Дискретность;

Самовоспроизведение;

Наследственность;

Изменчивость;

Единство хим. состава.

Поясните, какую роль в эволюции живой природы выполняет организм.

Каждый организм (особь) несет в себе частичку генофонда (свой генотип) популяции. При каждом новом скрещивании, дочерняя особь получает совершенно новый генотип. Это уникальная по значимости роль организмов, осуществляющих процесс постоянного обновления наследственных свойств у новых поколений, благодаря половому размножению. Одна особь не может эволюционировать, она дает «толчок» целой популяции, нередко виду. Она может изменяться, приспосабливаясь к условиям внешней среды, но это ненаследуемые признаки. Организмы, как никакая другая форма живой материи, способны ощущать внешний мир, состояние своего тела и реагировать на эти ощущения, направленно изменяя свои действия в ответ на раздражение, идущее от внешних и внутренних факторов. Организмы могут обучаться и общаться с особями своего вида, строить жилища и создавать условия для выведения детенышей, проявлять родительскую заботу о потомстве.

5. Назовите основные механизмы управления процессами в биосистеме «организм».

Гуморальная регуляция, нервная регуляция, наследственная информация.

Охарактеризуйте основные закономерности передачи наследственности у организмов.

В настоящее время установлены многие закономерности наследования свойств (признаков) организмов. Все они находят отражение в хромосомной теории наследования признаков организма. Назовём основные положения этой теории.

Гены, являясь носителями наследственных свойств организмов, выступают единицами наследственной информации.

Цитологической основой генов являются группы рядом лежащих нуклеотидов в цепочках ДНК.

Гены, находящиеся в хромосомах ядра и клетки, наследуются как отдельные независимые единицы.

У всех организмов одного и того же вида каждый ген всегда расположен в одном и том же месте (локусе) определённой хромосомы.

Любые изменения гена приводят к появлению его новых разновидностей - аллелей этого гена и, следовательно, к изменению признака.

Все хромосомы и гены у особи присутствуют в её клетках всегда в виде пары, попавшей в зиготу от обоих родителей при оплодотворении.

В каждой гамете может быть только по одной одинаковой (гомологичной) хромосоме и по одному гену из аллельной пары.

Во время мейоза различные пары хромосом распределяются между гаметами независимо друг от друга и совершенно случайно так же наследуются и находящиеся в этих хромосомах гены.

Важным источником появления новых комбинаций гена служит кроссинговер.

Развитие организмов происходит под контролем генов в тесной взаимосвязи с факторами окружающей среды.

Выявленные закономерности наследования свойств наблюдаются у всех без исключения живых организмов с половым размножением.

Сформулируйте первый и второй законы Менделя.

Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения). При скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей.

Второй закон Менделя (закон расщепления). При скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой, во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Почему третий закон Менделя не всегда соблюдается при наследовании признаков?

Закон независимого наследования по каждой паре признаков ещё раз подчёркивает дискретный характер любого гена. Дискретность проявляется и в независимом комбинировании аллелей разных генов, и в их независимом действии - в фенотипическом выражении. Независимое распределение генов может быть объяснено поведением хромосом при мейозе: пары гомологичных хромосом, а вместе с ними и парные гены перераспределяются и расходятся в гаметы независимо друг от друга.

Как наследуются доминантные и рецессивные аллели гена?

функциональная активность доминантного аллеля гена не зависит от наличия в организме другого гена данного признака. Доминантный ген является, таким образом, господствующим, он проявляется уже в первом поколении.

Рецессивный аллель гена может проявиться во втором и последующих поколениях. Для проявления признака, формируемого рецессивным геном, необходимо, чтобы потомок получил один и тот же рецессивный вариант этого гена и от отца, и от матери (т.е. в случае гомозиготности). Тогда в соответствующей паре хромосом обе сестринские хромосомы будут иметь только один этот вариант, который не будет подавлен доминантным геном и сможет проявиться в фенотипе.

10. Назовите основные типы сцепления генов.

Различают неполное и полное сцепление генов. Неполное сцепление является результатом кроссинговера (перекреста) между сцепленными генами, тогда как полное сцепление возможно лишь в случаях, когда кроссинговер не происходит.

Как идёт формирование пола у животных и человека?

После оплодотворения, т. е. при слиянии мужских и женских хромосом, в зиготе может возникнуть их определённое сочетание либо XX, либо XY.

У млекопитающих, в том числе и у человека, из зиготы, гомогаметной по Х-хромосоме, развивается женский организм (XX), а из гетерогаметной зиготы развивается мужской организм (ХY). Позже, когда уже развившийся из зиготы организм будет способен формировать свои гаметы, то в женском организме (XX) появятся яйцеклетки только с Х-хромосомами, тогда как в мужском организме будут образовываться сперматозоиды двух типов: 50% с Х-хромосомой и столько же других - с Y-хромосомой.

Что такое онтогенез?

Онтогенез – индивидуальное развитие организма, развитие особи от зиготы до смерти.

Поясните, что такое зигота; раскройте её роль в эволюции.

Зигота – клетка, образующаяся при слиянии двух гамет (половых клеток) – женской (яйцеклетки) и мужской (сперматозоида) в результате полового процесса. Содержат двойной (диплоидный) набор гомологичных (парных) хромосом. Из зиготы образуются зародыши всех живых организмов, имеющих диплоидный набор гомологичных хромосом, - растений, животных и человека.

Охарактеризуйте особенности этапов онтогенеза у многоклеточных организмов.

В онтогенезе обычно выделяют два периода - эмбриональный и постэмбриональный - и стадии взрослого организма.

Эмбриональный (зародышевый) период развития многоклеточного организма, или эмбриогенез, у животных охватывает процессы, происходящие от первого деления зиготы до выхода из яйца или рождения молодой особи, а у растений - от деления зиготы до прорастания семени и появления проростка.

Эмбриональный период у большинства многоклеточных животных включает три основных этапа: дробление, гаструляцию и дифференциацию, или морфогенез.

В результате ряда последовательных митотических делений зиготы образуются многочисленные (128 и более) мелкие клетки - бластомеры. При делении образовавшиеся дочерние клетки не расходятся и не увеличиваются в размерах. С каждым последующим шагом они становятся все мельче, так как в них не происходит увеличения объёма цитоплазмы. Поэтому процесс деления клеток без увеличения объёма цитоплазмы называют дроблением. Со временем зародыш принимает вид пузырька со стенкой, образованной одним слоем клеток. Такой однослойный зародыш называют бластулой, а образующуюся внутри полость - бластоцелью. В ходе дальнейшего развития бластоцель превращается в первичную полость тела у ряда беспозвоночных, а у позвоночных почти полностью вытесняется вторичной полостью тела. После образования многоклеточной бластулы начинается процесс гаструляции: перемещение части клеток с поверхности бластулы вовнутрь, на места будущих органов. В результате образуется гаструла. Она состоит из двух пластов клеток - зародышевых листков: наружного - эктодермы и внутреннего - энтодермы. У большинства многоклеточных животных в процессе гаструляции образуется третий зародышевый листок - мезодерма. Она расположена между эктодермой и энтодермой.

В процессе гаструляции клетки дифференцируются, т. е. становятся различными по структуре и биохимическому составу. Биохимическая специализация клеток обеспечивается различной (дифференцированной) активностью генов. Дифференцировка клеток каждого зародышевого листка приводит к образованию различных тканей и органов, т. е. совершается морфогенез, или формообразование.

Сравнение эмбриогенеза различных позвоночных животных, например рыб, амфибий, птиц и млекопитающих, показывает, что их ранние стадии развития очень сходны между собой. Но на поздних стадиях эмбрионы этих животных различаются уже довольно сильно.

Постэмбриональный, или послезародышевый, период начинается с момента выхода организма из яйцевых оболочек или с момента рождения и продолжается до половозрелости. В этот период завершаются процессы формообразования и роста, что определяется прежде всего генотипом, а также взаимодействием генов между собой и с факторами внешней среды. У человека продолжительность этого периода составляет 13-16 лет.

У многих животных выделяют два типа постэмбрионального развития - прямое и непрямое.

В ходе онтогенеза происходят рост, дифференциация и интеграция частей развивающегося многоклеточного организма. Согласно современным представлениям, в зиготе имеется программа в виде кода наследственной информации определяющая ход развития данного организма (особи). Эта программа реализуется в процессах взаимодействия между ядром и цитоплазмой в каждой клетке зародыша, между разными его клетками и между комплексами клеток в зародышевых листках.

Стадии взрослого организма. Взрослым считается организм, достигший состояния половой зрелости и способный к размножению. У взрослого организма различают: генеративную стадию и стадию старения.

Генеративная стадия взрослого организма путём размножения обеспечивает появление потомства. Таким образом, реализуется непрерывность существования популяций и вида. У многих организмов этот период длится долго - много лет, даже у тех, кто лишь один раз в жизни даёт потомство (лососевые рыбы, угорь речной, подёнки, а у растений - многие виды бамбука, зонтичных и агавы). Однако существует много видов, у которых взрослые организмы на протяжении ряда лет неоднократно производят потомство.

На стадии старения наблюдаются различные изменения организма, ведущие к снижению его адаптивных возможностей, к увеличению вероятности смерти.

15. Охарактеризуйте основные типы питания организмов.

Существует два типа питания живых организмов: автотрофное и гетеротрофное.

Автотрофы (автотрофные организмы) - организмы, использующие в качестве источника углерода углекислый газ (растения и некоторые бактерии). Иначе говоря, это организмы, способные создавать органические вещества из неорганических - углекислого газа, воды, минеральных солей.

Гетеротрофы (гетеротрофные организмы) - организмы, использующие в качестве источника углерода органические соединения (животные, грибы и большинство бактерий). Иначе говоря, это организмы, не способные создавать органические вещества из неорганических, а нуждающиеся в готовых органических веществах. По состоянию источника пищи гетеротрофы делятся на биотрофов и сапротрофов.

Некоторые живые существа в зависимости от условий обитания способны и к автотрофному, и к гетеротрофному питанию (миксотрофы).

16. Охарактеризуйте важнейшие факторы, формирующие здоровье.

Генотип как фактор здоровья. Основой здоровья человека является способность его организма противостоять воздействиям окружающей среды и сохранять относительное постоянство гомеостаза. Нарушение гомеостаза по разным причинам вызывает болезнь, нарушение здоровья. Однако сам тип гомеостаза, механизмы его поддержания на всех этапах онтогенеза в тех или иных условиях обусловлены генами, точнее, генотипом особи.

Среда обитания как фактор здоровья. Давно замечено, что в формировании любого признака имеют значение и наследственность, и среда. Притом иногда трудно определить, от чего больше зависит тот или иной признак. Например, такой признак, как рост, наследуется с помощью многих генов (полигенно), т. е. достижение нормального роста, свойственного родителям, зависит от ряда генов, контролирующих уровень воздействия гормонов, обмен кальция, полноценность поступления пищеварительных ферментов и т. д. Вместе с тем даже «наилучший» в отношении роста генотип при плохих условиях жизни (недостаток питания, солнца, воздуха, движения) неизбежно приводит к отставанию в длине тела.

Социальные факторы здоровья. В отличие от растений и животных у человека особую область онтогенеза составляет формирование его интеллекта, нравственного облика, индивидуальности личности. Здесь наряду с общими для всего живого биологическими и небиологическими факторами действует новый мощный фактор среды обитания - социальный. Если первые в основном определяют потенциальный диапазон нормы реакции, то социальная среда, воспитание и образ жизни детерминируют конкретное воплощение наследственных задатков у данного индивида. Социальная среда выступает как своеобразный механизм передачи исторического опыта человечества, его культурных, научных и технических достижений.

17. Поясните, какова роль одноклеточных организмов в природе.

У одноклеточных относительно быстро протекают метаболические процессы, поэтому они вносят большой вклад в круговорот веществ в биогеоценозе, особенно в круговорот углерода. Кроме того, одноклеточные животные (простейшие), заглатывая и переваривая бактерии (т. е. первичных деструкторов), ускоряют процесс обновления состава бактериального населения. Растительноядные и хищные организмы тоже выполняют свою функцию в экосистеме, непосредственно участвуя в расщеплении растительного и животного материала.

18. Охарактеризуйте роль мутагенов в природе и в жизни человека.

Мутагены бывают физической и химической природы. К мутагенам относятся ядовитые вещества (например, колхицин), рентгеновские, радиоактивные, канцерогенные и другие неблагоприятные воздействия внешней среды. Под влиянием мутагенов возникают мутации. Мутагены вызывают нарушение нормальных процессов репликации, рекомбинации или расхождения генетических носителей информации.

При взаимодействии ионизирующих излучений (электромагнитные рентгеновские и гамма-лучи, а также элементарные частицы (альфа, бета, нейтроны и др.) с организмом компоненты клетки, в том числе молекулы ДНК, поглощают определённое количество (дозу) энергии.

Выявлено много химических соединений, которые обладают мутагенной активностью: волокнистый минерал асбест, этиленамин, колхицин, бензопирен, нитриты, альдегиды, пестициды и др. Нередко эти вещества одновременно являются и канцерогенами, т. е. способны вызывать развитие в организме злокачественных новообразований (опухолей). В качестве мутагенов были выявлены и некоторые живые организмы, например вирусы.

Известно, что среди растительных организмов в высокогорных или арктических условиях часто встречаются полиплоидные формы - следствие спонтанных мутаций генома. Это связано с резкими перепадами температур в период вегетации.

При контакте с мутагенами нужно помнить, что они оказывают сильное воздействие на развитие половых клеток, на заключённую в них наследственную информацию, на процессы развития эмбриона в матке матери.

19. Охарактеризуйте значение современных достижений генетики для здоровья человека.

Именно благодаря генетике сейчас разрабатываются такие методы терапии благодаря которым можно лечить заболевания ранее неизлечимые. Благодаря современных достижений генетики сейчас есть ДНК- и РНК-пробы, благодаря которым можно на ранних стадиях выявить онкозаболевания. Также научились получать ферменты, антибиотики, гормоны, аминокислоты. Например, для тех, кто болеет сахарным диабетом, был генетическими способами получен инсулин.

С одной стороны, современные достижения генетики дают новые возможности диагностики, лечения человека. С другой стороны, достижения генетики негативно сказываются на здоровье человека через употребление пищи, выраженное в повсеместном распространении генетически модифицированных продуктов питания. При употреблении в пищу таких продуктов может ослабнуть иммунитет, ухудшиться общее состояние, устойчивость к антибиотикам, могут появиться онкозаболевания, в первую очередь страдает желудочно-кишечный тракт (ЖКТ).

20. Поясните, можно ли называть вирус организмом, особью.

Когда вирус в клетке хозяина воспроизводит себе подобных - он организм, и очень активный. Вне клетки хозяина вирус не имеет признаков живого организма.

Исключительно примитивное строение вируса, простота его организации, отсутствие цитоплазмы и рибосом, а также собственного обмена веществ, маленькая молекулярная масса - всё это, отличая вирусы от клеточных организмов, даёт основание для обсуждения вопроса: что такое вирус - существо или вещество, живое или неживое? Научные споры на эту тему продолжались долго. Однако сейчас благодаря тщательному исследованию свойств огромного числа видов вирусов установлено, что вирус - особая форма жизни организма, хотя и очень примитивная. Структура вируса, представленная взаимодействующими между собой основными его частями (нуклеиновой кислотой и белками), определённость строения (сердцевина и белковая оболочка - капсида), его поддержание своей структуры позволяют рассматривать вирус как особую живую систему - биосистему организменного уровня, хотя и очень примитивную.

21. Выберите правильный ответ из предложенных (правильное подчеркнуто).

1. Гены, контролирующие развитие противоположных признаков, называются:

а) аллельными (правильно); б) гетерозиготными; в) гомозиготными; г) сцепленными.

2. «Расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других пар признаков», - так формулируется:

а) первый закон Менделя; б) второй закон Менделя; в) третий закон Менделя (правильно); г) закон Моргана.

3. В условиях тропических районов Земли у белокочанной капусты не образуются кочаны. Какая форма изменчивости проявляется в данном случае?

а) мутационная; б) комбинативная; в) модификационная (правильно); г) онтогенетическая.

4. Случайно появившийся ягнёнок с укороченными ногами (выгодное человеку уродство - не перепрыгивает через изгородь) дал начало породе онконских овец. О каком типе изменчивости идёт здесь речь?

а) мутационной (правильно); б) комбинативной; в) модификационной; г) онтогенетической.

Выскажите свою точку зрения.

Как известно, основной единицей эволюции является популяция. А какова роль организмов в микроэволюционном процессе?

На организменном уровне впервые появляется процесс оплодотворения и индивидуального развития особи как процесс реализации наследственной информации, заключённой в хромосомах и их генах, а также оценка естественным отбором жизнеспособности этой особи.

Организмы являются выразителями наследственных свойств популяций и видов. Именно организмы определяют успех или неудачу популяции в борьбе за ресурсы внешней среды и в борьбе за существование между особями. Поэтому во всех микропопуляционных процессах исторического значения организмы являются непосредственными участниками. В организмах накапливаются новые свойства вида. На организмах проявляет своё действие отбор, оставляя более приспособленных и выбраковывая других.

На организменном уровне проявляется двунаправленность жизни каждого организма. С одной стороны, это возможность организма (особи), ориентированная на выживание и размножение. С другой стороны, это обеспечение как можно более длительного существования его популяции и вида, иногда в ущерб жизни самого организма. В этом проявляется важное, эволюционное значение организменного уровня в природе.

Симбиотические способы питания организмов возникли в ходе их эволюции. А как осваивают этот способ новорожденные особи?

Им не нужно осваивать симбиотический образ жизни или способ питания. В процессе эволюции у них также выработались все необходимые приспособления для распознания необходимой особи или субстрата. Например, особые рецепторы для восприятия другой симбиотической особи или морфологические структуры, облегчающие сам процесс питания. Тем более большинство симбиотических особей появляются на свет вблизи родительского организма и попадают сразу в благоприятные условия для развития.

Симбиотическое поведение передается от родителей. Например, у птиц или у млекопитающих по отношению к бактериям.

Почему считают, что образ жизни человека - это показатель его культуры?

От того как человек бережет себя, заботится о себе и т. д., можно судить об уровне его воспитания, это непосредственно связано с развитием человека, его духовными ценностями и собственно культурой, манерой поведения, образом жизни в целом.

В начале XX в. стал знаменитым афоризм, который писатель Максим Горький в пьесе «На дне» вложил в уста своего героя Сатина: «Человек - это звучит гордо!» Можете ли вы в настоящее время поддержать или опровергнуть это утверждение?

В настоящее время это философский вопрос… Наука создала огромное количество сложнейших технических средств, пытается проникнуть в космос и клетку, узнать секреты живого мира, причины болезней, возможность продления срока жизни человека. В то же время были разработаны "совершенные" средства уничтожения всего живого на Земле. Это гордость человечества?

Для человека существует масса нарицательных имён, отражающих его внутреннюю сущность: раб, дурак, разбойник, скотина, собака, зверь; одновременно с этим: гений, творец, создатель, разумный, умница! Так чем же отличается гений от дурака? Какими качествами, по каким критериям их оценивать и сравнивать?

У каждого человека есть свое предназначение на Земле. От того поймет ли он его, зависит его благополучие, вера в себя, гордость за себя.

Человек, как существо биологические, определенно гордость Земли. Мы умеем мыслить, выражать свои эмоции, говорить.

Но если человек внутри себя понимает, что нужно не причинять никому и ничему вред, жить в гармонии с самим собой, с окружающими и природой, ценить жизнь и не только свою, тогда такой человек – это действительно гордость!!!

Проблема для обсуждения

В 1992 г. на конференции ООН по окружающей среде в Рио-де-Жанейро на уровне руководителей 179 государств, включая Россию, были приняты важнейшие документы, призванные предотвратить деградационное развитие биосферы. Одна из программ действий человечества в XXI в. - «Сохранение биологического разнообразия» имеет девиз: «Биологические ресурсы кормят и одевают нас, обеспечивают жильём, лекарствами и духовной пищей».

Выскажите своё отношение к этому девизу. Можете ли вы его уточнить, расширить? Почему биологическое разнообразие является главной общечеловеческой ценностью?

Этот девиз в который раз напоминает нам, что мы (люди) на Земле должны жить в гармонии с природой (что-то брать, а что-то и давать взамен), а не беспощадно ее использовать в своих целях.

Нравственность, природа, человек – понятия тождественные. И к великому сожалению, в нашем обществе именно взаимосвязь этих понятий разрушена. Родители учат детей порядочности, доброте, любви к окружающему миру, духовности и бережности, но реально этого им не даем. Мы растеряли и растратили богатства, хранившиеся и копившиеся веками. Низвергли, предали забвенью заветы, традиции, опыт прошлых поколений в отношении к окружающему миру. Практически уничтожили своими руками, своим бездушием, бездумьем, своей бесхозяйственностью.

Радиационные и кислотные дожди, урожаи, покрытые ядохимикатами, обмелевшие реки, заиленные озера и пруды, превратившиеся в болота, вырубленные леса, уничтоженные животные, модифицированные организмы и продукты – вот наше современное наследие. А сейчас, вдруг, всем миром осознаем, что мы на краю гибели и каждый, именно каждый, на своем месте, должен по крупицам, упорно и добросовестно восстанавливать, залечивать, выращивать добро. Без биологического разнообразия МЫ НИЧТО. Биологическое разнообразие – это главная общечеловеческая ценность.

Основные понятия

Организм представляет собой отдельность живой материи как индивид (особь) и как целостная живая система (биосистема).

Наследственность – свойство организма передавать особенности строения, функционирования и развития от родителей к потомкам. Наследственность обусловлена генами.

Изменчивость – свойство живых организмов существовать в различных формах, обеспечивающих им способность выживать в изменяющихся условиях.

Хромосомы – структуры клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследственные свойства клеток и организмов. Хромосомы состоят из ДНК и белков.

Ген – элементарная единица наследственности, представленная биополимером – отрезком молекулы ДНК, где содержится информация о первичной структуре одного белка или молекулы рРНК и тРНК.

Геном – совокупность генов вида, в состав которого входит организм (особь). Геномом также именуют совокупность генов, характерных для гаплоидного (1n) набора хромосом данного вида организмов, или основной гаплоидный набор хромосом. В то же время геном рассматривается и как функциональная единица, и как характеристика вида, необходимая для нормального развития организмов данного вида.

Генотип - система взаимодействующих генов организма (особи). Генотип выражает совокупность генетической информации особи (организма).

Размножение – воспроизведение себе подобных. Это свойство характерно только для живых организмов.

Оплодотворение – это объединение ядер мужских и женских половых клеток - гамет, приводящее к формированию зиготы и последующему развитию из неё нового (дочернего) организма.

Зигота – одна клетка, которая образуется при слиянии женской и мужской половых клеток (гамет).

Онтогенез – индивидуальное развитие организма, включающее весь комплекс последовательных и необратимых изменений, начиная от образования зиготы и до естественной смерти организма.

Гомеостаз – состояние относительного динамического равновесия системы (в т. ч. биологической), поддерживаемого за счет механизмов саморегуляции.

Здоровье – состояние любого живого организма, при котором он в целом и все его органы способны полностью выполнять свои функции. Нет какого-либо недуга или болезни.

Вирус – уникальная доклеточная форма жизни с гетеротрофным типом питания. Реплицируется молекула ДНК или РНК внутри пораженной клетки.

Организменный уровень организации живой материи – отражает признаки отдельных особей, их поведение. Структурно-функциональной единицей организменного уровня является организм. На организменном уровне происходят следующие явления: размножение, функционирование организма как единого целого, онтогенез и др.

В природе выра-жается прежде всего в том, что на этом уровне возникла основная дискретная живая единица — организм , характеризующаяся самоподдержанием своей структуры, самовозобновлением, активно реагирующая на внешнее воздейст-вие и способная взаимодействовать с другими организмами.

Именно на организменном уровне впервые в живой материи появились процессы, выражающие сущность жизни:

  • поиск укрытий и способы добычи пищи;
  • газообмен как процесс дыхания;
  • управление физиологическими про-цессами с помощью гуморальной и нервной систем;
  • общение между особями своего вида и других видов.

На организменном уровне впервые появляется процесс оплодотворе-ния и индивидуального развития особи как процесс реализации наследствен-ной информации, заключённой в хромосомах и их генах, а также оценка есте-ственным отбором жизнеспособности этой особи.

Организмы являются выразителями наследственных свойств популяций и видов. Именно организмы определяют успех или неудачу популяции в борьбе за ресурсы внешней среды и в борьбе за существование между особями. Поэтому во всех микропопуляционных процессах исторического значения организ-мы являются непосредственными участниками. В организмах накапливаются новые свойства вида. На организмах проявляет своё действие отбор, оставляя более приспособленных и выбраковывая других.

На организменном уровне проявляется двунаправленность жизни каж-дого организма. С одной стороны, это возможность организма (особи), ори-ентированная на выживание и размножение. С другой стороны, это обеспе-чение как можно более длительного существования его популяции и вида, иногда в ущерб жизни самого организма. В этом проявляется важное, эволю-ционное значение организменного уровня в природе.

Необходимо отметить также, что организмы, участвуя в цепях питания для поддержания своих процессов жизнедеятельности (в целях выживания), активно включаются как основные переносчики веществ и энергии в биоло-гический круговорот и трансформацию энергии в биогеоценозах. В этом вы-ражается глобальная роль организмов (автогрофов и гетеротрофов) и в це-лом организменного уровня жизни в структуре и устойчивости

Выделяют следующие уровни организации жизни: молекулярный, клеточный, органно-тканевой (иногда их разделяют), организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Живая природа представляет собой систему, а различные уровни ее организации формируют ее сложное иерархическое строение, когда нижележащие более простые уровни определяют свойства вышележащих.

Так сложные органические молекулы входят в состав клеток и определяют их строение и жизнедеятельность. У многоклеточных организмов клетки организованы в ткани, несколько тканей образуют орган. Многоклеточный организм состоит из систем органов, с другой стороны, организм сам является элементарной единицей популяции и биологического вида. Сообщество представляется собой взаимодействующие популяции разных видов. Сообщество и окружающая среда формируют биогеоценоз (экосистему). Совокупность экосистем планеты Земля образует ее биосферу.

На каждом уровне возникают новые свойства живого, отсутствующие на нижележащем уровне, выделяются свои элементарные явления и элементарные единицы. При этом во многом уровни отражают ход эволюционного процесса.

Выделение уровней удобно для изучения жизни как сложного природного явления.

Рассмотрим подробнее каждый уровень организации жизни.

Молекулярный уровень

Хотя молекулы состоят из атомов, отличие живой материи от неживой начинает проявляться только на уровне молекул. Только в состав живых организмов входит большое количество сложных органических веществ – биополимеров (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот). Однако молекулярный уровень организации живого включает и неорганические молекулы, входящие в клетки и играющие важную роль в их жизнедеятельности.

Функционирование биологических молекул лежит в основе живой системы. На молекулярном уровне жизни проявляется обмен веществ и превращение энергии как химические реакции, передача и изменение наследственной информации (редупликация и мутации), а также ряд других клеточных процессов. Иногда молекулярный уровень называют молекулярно-генетическим.

Клеточный уровень жизни

Именно клетка является структурной и функциональной единицей живого. Вне клетки жизни нет. Даже вирусы могут проявлять свойства живого, лишь оказавшись в клетке хозяина. Биополимеры в полной мере проявляют свою реакционную способность будучи организованы в клетку, которую можно рассматривать как сложную систему взаимосвязанных в первую очередь различными химическими реакциями молекул.

На этом клеточном уровне проявляется феномен жизни, сопрягаются механизмы передачи генетической информации и превращения веществ и энергии.

Органно-тканевой

Ткани есть только у многоклеточных организмов. Ткань представляет собой совокупность сходных по строению и функциям клеток.

Ткани образуются в процессе онтогенеза путем дифференцировки клеток имеющих одну и ту же генетическую информацию. На этом уровне происходит специализация клеток.

У растений и животных выделяют разные типы тканей. Так у растений это меристема, защитная, основная и проводящая ткани. У животных - эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная. Ткани могут включать перечень подтканей.

Орган обычно состоит из нескольких тканей, объединенных между собой в структурно-функциональное единство.

Органы формируют системы органов, каждая из которых отвечает за важную для организма функцию.

Органный уровень у одноклеточных организмов представлен различными органеллами клетки, выполняющими функции переваривания, выделения, дыхания и др.

Организменный уровень организации живого

Наряду с клеточным на организменном (или онтогенетическом) уровне выделяются обособленной структурные единицы. Ткани и органы не могут жить независимо, организмы и клетки (если это одноклеточный организм) могут.

Многоклеточные организмы состоят из систем органов.

На организменном уровне проявляются такие явления жизни как размножение, онтогенез, обмен веществ, раздражимость, нервно-гуморальная регуляция, гомеостаз. Другими словами, его элементарные явления составляют закономерные изменения организма в индивидуальном развитии. Элементарной единицей является особь.

Популяционно-видовой

Организмы одного вида, объединенные общим местообитанием, формируют популяцию. Вид обычно состоит из множества популяций.

Популяции имеют общий генофонд. В пределах вида они могут обмениваться генами, т. е. являются генетически открытыми системами.

В популяциях происходят элементарные эволюционные явления, приводящие в конечном итоге к видообразованию. Живая природа может эволюционировать только в надорганизменных уровнях.

На этом уровне возникает потенциальное бессмертие живого.

Биогеоценотический уровень

Биогеоценоз представляет собой взаимодействующую совокупность организмов разных видов с различными факторами среды их обитания. Элементарные явления представлены вещественно-энергетическими круговоротами, обеспечиваемыми в первую очередь живыми организмами.

Роль биогеоценотического уровня состоит в образовании устойчивых сообществ организмов разных видов, приспособленных к совместному проживанию в определенной среде обитания.

Биосфера

Биосферный уровень организации жизни - это система высшего порядка жизни на Земле. Биосфера охватывает все проявления жизни на планете. На этом уровне происходит глобальный круговорот веществ и поток энергии (охватывающий все биогеоценозы).