какие уровни организации живых систем относят к надорганизменным

Надорганизменные уровни организации жизни

Содержание:

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти много готовых курсовых работ по биологии:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Целью работы является изучение уровней организации живых систем.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

В 1944 году О. Эйвери, К. Маклеод и М. Маккарти определили, что ДНК является носителем свойства наследственности. С этого времени начался быстрый, неконтролируемый, лавинообразный рост молекулярной биологии. Расшифровка структуры ДНК была великой революцией в молекулярной биологии. Это открытие стало ключом к пониманию того, что происходит в гене при передаче наследственных признаков.

Термин «онтогенез» был введен в науку известным немецким биологом Э. Геккелем, автором знаменитого биогенетического закона, согласно которому онтогенез в короткой форме повторяет филогенез. Это означает, что индивидуальный организм в своем индивидуальном развитии в сокращенном виде повторяет историю рода.

Сам термин «популяция» был введен одним из основателей генетики Вильгельмом Йохансеном (1857–1927), который с его помощью обозначил генетически гетерогенный набор организмов из однородного, который он назвал «чистой линией».

Уровень биосферы включает в себя всю совокупность живых организмов Земли вместе с их природной средой. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом Э. Цуссом в 1875 году и русским ученым академиком В.И. создал учение о биосфере.

Эта тема представлена ​​в работах русских авторов Видяпин В.И., Лавриненко В.Н., Найдыш В.М. и другие.

Уровни организации живых систем

Молекулярно-генетический уровень

Молекулярный уровень является предметом молекулярной биологии, одной из важнейших проблем которой является изучение механизмов передачи генетической информации и развитие генной инженерии и биотехнологии.

Знание законов молекулярно-генетического уровня организации жизни является необходимой предпосылкой для четкого понимания жизненных явлений, возникающих на всех других уровнях организации жизни. В двадцатом веке развитие хромосомной теории наследственности, анализ мутационного процесса, изучение структуры хромосом, фагов и вирусов, развитие молекулярной биологии, биохимии позволили выявить основные черты организация элементарных генетических структур и связанных с ними явлений.

Молекулы ДНК играют роль кода, в котором все синтезы белковых молекул в клетках организма «зашифрованы». Более того, оказалось, что все известные нам на Земле биологические организмы используют один и тот же генетический код.

В настоящее время молекулярная биология успешно расшифровывает код, встроенный в структуру нуклеиновых кислот, которая служит матрицей в синтезе специфических белковых структур.

Онтогенетический уровень

Следующий, более сложный и сложный уровень организации жизни на Земле является онтогенетическим.

Развитие индивида от формирования половых клеток до смерти является содержанием процесса онтогенеза.

Популяция и уровень видов

Популяции и виды, несмотря на то, что они состоят из множества особей, являются цельными. Но их целостность основана на иных основаниях, чем целостность на молекулярно-генетическом и онтогенетическом уровнях. Целостность популяций и видов обеспечивается взаимодействием особей в популяциях и воссоздается путем обмена генетическим материалом в процессе полового размножения. Популяции и виды как сверхиндивидуальные образования способны к длительному существованию и независимому эволюционному развитию. Жизнь человека в этом случае зависит от процессов, происходящих в популяциях.

Уровень популяции начинается с изучения взаимосвязи и взаимодействия популяций особей одного вида, которые имеют единый генофонд и занимают одну территорию. Такие агрегаты, а точнее, системы живых организмов составляют определенную популяцию. Очевидно, что уровень популяции выходит за рамки отдельного организма, и поэтому он называется уровнем надорганизмов органа кальяна.

Данное общее определение популяции позволяет различать организменный уровень жизни и надорганический. Сам термин «популяция» был введен одним из основателей генетики Вильгельмом Йохансеном (1857–1927), который с его помощью обозначил генетически гетерогенный набор организмов из однородного, который он назвал «чистой линией».

В дальнейшем этот термин и обозначенная им концепция приобрели более глубокое значение. Многие современные ученые характеризуют население не просто как совокупность отдельных организмов, а как целостную систему, в которой они постоянно взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. Благодаря этому они могут трансформироваться, менять свой ассортимент и, самое главное, развиваться.

Популяции представляют собой первый надорганический уровень организации живых существ, который, хотя и тесно связан с их онтогенетическим и молекулярным уровнями, качественно отличается от них по характеру взаимодействия составляющих элементов, поскольку в этом взаимодействии они действуют как целостные сообщества организмов. Согласно современным представлениям, именно популяции являются элементарными единицами эволюции.

Второй надорганизмный уровень организации жизни состоит из различных систем популяций, которые называются биоценозами.

Они представляют собой более обширные ассоциации живых существ и значительно больше зависят от небиологических или абиотических факторов развития.

Третий уровень организации надорганизмов содержит различные биоценозы в качестве элементов и еще более характеризуется зависимостью от многочисленных наземных и абиотических условий его существования (географических, климатических, гидрологических, атмосферных и т. д.).

Чтобы обозначить его, академик Владимир Николаевич Сукачев (1880-1967) ввел термин биогеоценоз.

Четвертый надорганизмный уровень организации возникает в результате объединения широкого спектра биогеоценозов и в настоящее время обычно называется биосферой.

Таким образом, в функционировании и развитии живой природы ее целостность и системность особенно ясны и убедительны, что проявляется в существовании различных иерархических уровней ее организации. Более того, каждый новый уровень характеризуется особыми свойствами и узорами.

Уровень биосферы

Уровень биосферы включает в себя всю совокупность живых организмов Земли вместе с их природной средой. На этом уровне биологическая наука решает такую, в частности, проблему изменения концентрации углекислого газа в атмосфере. Используя этот подход, ученые установили, что в последнее время концентрация углекислого газа ежегодно увеличивается на 0,4%, создавая опасность глобального повышения температуры, появления так называемого «парникового эффекта».

Биосферный уровень организации живой материи характеризуется большим кругом биотического обмена. В процессе эволюции одна группа организмов менялась в биосфере на другую, но соотношение производителей, потребителей и восстановителей оставалось практически неизменным.

Антропогенный фактор оказывает существенное влияние на биосферный уровень организации живой материи. В процессе человеческой жизни накапливаются ксенобиотики, то есть химические вещества, чуждые организмам, которые не входят в естественный биотический цикл (например, пестициды, минеральные удобрения, бытовая химия, химические препараты, радиоактивные вещества и т. д.). Попав в среду обитания живых организмов, ксенобиотики могут вызвать гибель организмов, изменить наследственность, снизить иммунитет и нарушить обмен веществ. Эти влияния в конечном итоге влияют на биосферный уровень организации живой материи.

Вывод:

Итак, целью работы было изучение уровней организации живых систем.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

Базовые структуры на молекулярном уровне несут коды наследственной информации, передаваемой из поколения в поколение. Эти структуры представлены молекулами ДНК.

Его также называют уровнем организма, поскольку речь идет о структуре и функциях отдельного организма без учета его связей и взаимодействий с другими организмами. Поскольку клетка служит минимальной живой системой, на этом уровне большое внимание уделяется анализу структуры и функционирования различных клеточных образований.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник

Урок Бесплатно Уровни организации живых систем

Введение

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.

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 уровень включает, в свою очередь, пять уровней: атомарный, молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый, органный.

Организменный (или онтогенетический) уровень- это сам организм.

Надорганизменный уровень включает в себя три подуровня: популяционно- видовой, биогеоценотический, биосферный.

Мы с вами изучим основные уровни организации живых систем:

Суборганизменные уровни организации

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.

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.

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.

Компоненты молекулярного уровня: молекулы неорганических и органических соединений, молекулярные комплексы химических соединений (клеточная мембрана или мембраны ядра).

Основные процессы молекулярного уровня:

Науки, ведущие исследования на этом уровне:

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Атомный (элементарный) уровень: на нем рассматривается роль отдельных химических элементов в живом организме (Fe, F, I, Se, Na).

Субклеточный уровень образован органеллами клетки (митохондриями, хлоропластами, рибосомами, лизосомами), ядром, хромосомами и другими субклеточными структурами.

На уровне субклеточных (надмолекулярных) структур ученые изучают строение и функции органелл, а также других включений клетки

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:

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.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Стволовыми клетками называются незрелые клетки особого типа, способные развиваться во все виды клеток, составляющих различные ткани организма.

Стволовые клетки в организме находятся как бы в спящем состоянии, у них замедлен обмен веществ.

Они являются резервом организма в случае возникновения различных стрессовых ситуаций (травмы, ранения, болезни).

После «активации» они служат «материалом» для восстановления (регенерации) пораженных органов или тканей.

Также стволовые клетки необходимы для непрерывно происходящей в организме физиологической регенерации (замена старых клеток на новые).

Ученые полагают, что из стволовых клеток в отдаленной перспективе можно будет выращивать практически любую ткань, что может помочь лечению многих заболеваний.

Компоненты клеточного уровня: комплексы молекул химических соединений и органеллы клетки.

Основные процессы клеточного уровня:

Науки, ведущие исследования на клеточном уровне:

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.

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:

4. Органный уровень организации жизни

Составляют этот уровень органы многоклеточных организмов.

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.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

У простейших организмов, конечно же, нет тканей и органов, так как они состоят всего из одной клетки, но функции пищеварения, дыхания, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счет различных органелл в их клетках.

Организменный уровень организации жизни

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, простейшие (амеба, инфузория, эвглена), то есть это организмы, которые одновременно могут представлены и клеточным и организменным уровнем организации.

Компоненты органного уровня: клетки одноклеточных; клетки и ткани, из которых образованы органы многоклеточных организмов.

Основные процессы органного уровня:

Науки, ведущие исследования на органном уровне:

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Биометрия- система распознавания людей по одной или более физическим или поведенческим чертам (трёхмерная фотография лица или тела, образец голоса, отпечатки пальцев, рисунок вен руки, группа крови, специальное фото роговицы глаза и так далее).

К примеру, в Китае активно используется технология распознавания лиц в различных областях, начиная от оплаты покупок до общественной безопасности.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Источник

Надорганизменные уровни организации живых систем

Мы не видим в современности процессов аналогичных зарождению жизни из органических молекул, так как любые предбиотические структуры будут съедены уже существующими бактериями. Проводить эксперименты настолько чисто и точно, чтобы уже существующая жизнь абсолютно не вмешивалась в химические процессы, пока не научились.

Как же всё-таки неживое становится живым

19-начало 20 века представители витализма (от лат. vitalis – жизненный) пытались объяснить специфику живых организмов наличием в них особой «жизненной силы».

Если первые виталисты ограничивались простой констатацией различия между живым и неживым, то их последователи их пользовали недостатки и ограниченность физико-химических представлений о жизни для подкрепления своей позиции. Наиболее интересной в этом отношении представляется попытка немецкого биолога и философа Ханса Дриша (1867—1941), который возродил существовавшее еще у Аристотеля понятие энтелехии для объяснения целесообразности живых систем. На упреки в том, что энтелехию невозможно установить никакими эмпирически методами, он отвечал, что магнитную силу также нельзя увидеть непосредственно, но физики используют ее для объяснения. Исторические корни виталистической логики очень древние. В древней индийской философии говорится, что все формы живого созданы Богом путём вдыхание в тела «Живая сила» называемой «аtmа», или «душа». Даже современные представление о молекулярных химических и физических основаниях жизни можно интерпретировать с точки зрения особой жизненной атмы или энтелехии: тогда белки, ДНК, клетки и их системы будут всего лишь орудием, через которые передаётся атма. Поскольку эта жизненная сила имеет духовный характер и по определению недоступна для научных инструментов и приборов, наука ничего не может и не должна утверждать о подобных явлениях. Даже если в качестве веры и возможного допущения допустить существование подобных духовных сущностей, любое подробное и систематичное описания этих сущностей, не как веры в непостижимое, а как знания, якобы доступного некоторым особым людям, такие описания, которые мы можем встретить в некоторых религиозных, мистических и философских учениях – станут вымыслом и обманом. Наука, выросшая, как я уже указывал в первых лекциях из постулатов христианства – не может лжесвидетельствовать. В подобных случаях навязывания мистических вымыслов достаточно глубоко мыслящий и методологически грамотный учёный должен вообще воздерживаться от суждений, даже опровергающих.

Датский биолог Вильгельм ИОГАНСЕН (1857—1927) дал название дискретной единице наследственности – ген. Термины ген, генотип и фенотип также впервые предложил В.Иогансон в 1909г. в своей книге «Элементы точного учения наследственности». Он же первым экспериментально на растениях доказал ненаследуемость признаков приобретённых организмом при жизни. [фен от греч. phаino – являю, обнаруживаю], особенности строения и жизнедеятельности организма, обусловленные взаимодействием его генотипа с условиями среды. В широком смысле термин фенотип обозначает всю совокупность проявлений генотипа (общий облик организма), а в узком смысле – отдельные признаки (фены) организма, контролируемые определёнными генами.

Однако природа и структура гена оставались нераскрытыми. Ещё в конце 19 века важным открытием стало выделение из состава ядра клетки богатого фосфором вещества, обладающего свойствами кислоты и названного впоследствии нуклеиновой кислотой (лат. нуклеус ядро – поскольку эта кислота входила в ядро клетки). В дальнейшем удалось выявить углеводный компонент этих кислот, в одном из которых оказалась D-дезоксирибоза. Этот тип кислот стали называть дезоксирибонуклеиновыми кислотами, или сокращенно ДНК. Потребовалось, однако, несколько десятилетий, прежде чем была расшифрована роль нуклеиновых кислот в хранении и передаче наследственности, участии их в синтезе белка и обмена веществ.

Не вдаваясь в детали и специальную терминологию, кратко рассмотрим эти важнейшие для биологии и естествознания вопросы.

Роль ДНК в хранении и передаче наследственности была выяснена после того, как в 1944 г. американским микробиологам удалось экспериментально доказать, что выделенная из клетки свободная ДНК обладает свойством передавать генетическую информацию. До этого существовали либо гипотетические предположение на этот счёт, либо только косвенные и ненадежные доказательства этого факта.

В 1953 г. –для генетики год великого открытия и прорыва. Английский биофизикМорис УИЛКИНС (р.1916) с помощью рентгеновской дифракции начал исследовать молекулярную структура ДНК. Его опыт использовали английский биохимик Фрэнсис Крик(1916-2004) и американский биохимик Джеймс Уотсон (р.1928). Они работали совместно. Согласно предложенной ими модели молекула ДНК, представляет собой двойную спираль, состоящую из двух ветвей, азотистые основания попарно связаны непрочной водородной связью.

Все химические реакции в клетке совершаются в соответствии с программой, закодированной в виде наследственной информации в молекулах ДНК и передаваемой от нее молекулам рибонуклеиновой кислоты РНК, которую открыл в 1960-е годы Джеймс Уотсон(англ. ribose – простой сахар). В живой клетке в процессе обмена веществ на молекулах ДНК синтезируется информационная РНК, которая переносится в рибосомы и служит матрицей для синтеза белков.

По современным воззрениям ген представляет собой определенный участок молекулы ДНК, в линейной последовательности таких участков записана наследственная информация. Каждый ген ответственен за синтез определенного белка или фермента. Контролируя процесс их образования, гены управляют всеми химическими реакциями организма и тем самым определяют его признаки.

Передача наследственных свойств организма от одного поколения другому достигается благодаря способности молекулы ДНК самокопироваться согласно самоудвоению хромосом при клеточном делении.

Согласно упомянутой выше модели Уотсона и Крика наследственную информацию в молекуле ДНК несет последовательность четырех аминокислотных оснований: Первое гипотетическое объяснение механизма перевода этих четырёх оснований ДНК в варианции аминокислот (у человека их 20) дал известный физик-теоретикГ.Гамов, занимавшийся в основном космологией. Он предположил, что для кодирования одной аминокислоты требуется комбинация из трех оснований ДНК нуклеотидов. В 1960-е годы его гипотеза была подтверждена экспериментально, и тем самым был раскрыт механизм считки генетической информации.

В 1960-е годы Фрэнсисом Криком, вдохновлённый великими открытиями тогдашней науки смело заявлял, что скоро человек научится сам создавать жизнь из неживой материи. С тех пор учёные научились немногому. Они даже не умеют создавать простейшие вирусы. Однако притязания генетиков не стоит считать чересчур самоуверенными. Они уже точно знают, какими путями нужно идти, их мечты о генетическом конструировании, воплощённые пока что только в научной фантастике волнуют воображение всех людей и это стимулирует ум. В течение текущего 21 века наверняка будут сделаны революционные прорывы в области управления генетическими процессами.

Ø Первый надорганизменный уровень – популяция –генетически однородная совокупность организмов (Иогансен называл её также «чистой линией»). Сам термин «популяция» (от фр. population – население) был введен Иогансеном.

В рамках популяционной биологии исследуются также весьма важные проблемы метаболического взаимодействия между популяциями и биоценозами, которые относятся, прежде всего, к изучению их трофических то есть пищевых связей. Именно на этой основе происходит разграничение популяций и биоценозов. Оно состоит в том, что популяции представляют собой незамкнутые, открытые метаболические системы, которые могут существовать и развиваться только при взаимодействии с другими популяциями. В отличие от них биоценозы — относительно замкнутые метаболические системы, в которых обмен и круговорот веществ может осуществляться в рамках входящих в биоценоз популяций. Однако эта замкнутость имеет ограниченный и относительный характер, хотя бы потому, что разные биоценозы граничат друг с другом в пространстве.

Для характеристики трофического взаимодействия популяций и биоценозов существенное значение имеет общее правило: чем длиннее и сложнее пищевые связи между организмами и популяциями, тем более жизнеспособной и устойчивой является живая система любого (надорганизменного) уровня.

Ø Третий надорганизменный уровень – биогеоценоз.

Термин «Экология» предложил в 1866 уже упоминавшийся выше Э. Геккель (в своей книге «Всеобщая морфология»). Термином экология он предложил обозначать биологическую науку, призванную изучать взаимоотношения организма и среды.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник