Подробное решение страница стр.12 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Захаров В.Б., Мамонтов С.Г. Углубленный уровень 2015
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
Вопрос 1. Перечислите и охарактеризуйте общие свойства живых систем.
Основными свойствами живых систем являются:
1. Единство химического состава. Хотя в состав живых систем входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы, соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково. В живых организмах – 98% химического состава приходится на шесть элементов: кислород (–62%), углерод (–20%), водород (–10%), азот (–3%), кальций (–2,5%), фосфор (–1,0%). Кроме того, живые системы содержат совокупность сложных полимеров, в основном белки, нуклеиновые кислоты, ферменты и т.д., которые неживым системам не присущи.
2. Открытость живых систем. Живые системы – открытые системы. Живые системы используют внешние источники энергии в виде пищи, света и т.п. Через них проходят потоки веществ и энергии, благодаря чему в системах осуществляется обмен веществ – метаболизм. Основа метаболизма – анаболизм (ассимиляция), то есть синтез веществ, и катаболизм (диссимиляция), то есть распад сложных веществ на простые с выделением энергии, которая используется для биосинтеза.
3. Живые системы – самоуправляющиеся, саморегулирующиеся, самоорганизующиеся системы.
Саморегуляция – свойство живых систем автоматически устанавливать и поддерживать на определенном уровне те или иные физиологические (или другие) показатели системы. Самоорганизация – свойство живой системы приспособляться к изменяющимся условиям за счет изменения структуры своей системы управления. При саморегуляции и самоорганизации управляющие факторы воздействуют на систему не извне, а возникают в ней самой в процессе переработки информации, которой живая система обменивается с внешней средой. Это означает, что живые системы – самоуправляющиеся системы.
4. Живые системы – самовоспроизводящиеся системы. Живые системы существуют конечное время. Поддержание жизни связано с самовоспроизведением, благодаря чему живое существо воспроизводит себе подобных.
5. Изменчивость живых систем. Изменчивость связана с приобретением организмом новых признаков и свойств. Это явление противоположно наследственности и играет роль в процессе отбора организмов, наиболее приспособленных к конкретным условиям.
6. Способность к росту и развитию. Рост – увеличение в размерах и массе с сохранением общих черт строения; рост сопровождается развитием, то есть возникновением новых черт и качеств. Развитие может быть индивидуальным (онтогенез), когда последовательно проявляются все свойства организма, и историческим, которое сопровождается образованием новых видов и прогрессивным усложнением живой системы (филогенез).
7. Раздражимость – неотъемлемая черта всего живого. Раздражимость связана с передачей информации из внешней среды к живой системе и проявляется в виде реакций системы на внешние воздействия.
Вопрос 2. Какие метаболические процессы протекают на уровне биосферы? В чём их принципиальное значение для живых организмов, обитающих на нашей планете?
На биосферном уровне организации биосистем протекают глобальные процессы обмена веществ: углеродный, минеральный, кислородный, энергетический, круговорот воды. Они
Вопрос 3. Как проявляются различные свойства живого на различных уровнях организации?
В настоящее время выделяют несколько уровней организации живой материи.
Молекулярный Начальный уровень организации живого. Предмет исследования - молекулы нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов и других биологических молекул, т.е. молекул, находящихся в клетке. 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.
Клеточный Изучение клеток, выступающих в роли самостоятельных организмов (бактерии, простейшие и некоторые другие организмы) и клеток, составляющих многоклеточные организмы.
Тканевый Клетки, имеющие общее происхождение и выполняющие сходные функции, образуют ткани. Выделяют несколько типов животных и растительных тканей, обладающих различными свойствами.
Органный У организмов, начиная с кишечнополостных, формируются органы (системы органов), часто из тканей различных типов.
Организменный Этот уровень представлен одноклеточными и многоклеточными организмами.
Популяционно-видовой 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.
Биогеоценотический Представлен совокупностью организмов разных видов, в той или иной степени зависящих друг от друга.
Биосферный Высшая форма организации живого. Включает все биогеоценозы, связанные общим обменом веществ и превращением энергии.
Каждый из этих уровней довольно специфичен, имеет свои закономерности, свои методы исследования. Даже можно выделить науки, ведущие свои исследования на определенном уровне организации живого. Например, на молекулярном уровне живое изучают такие науки как молекулярная биология, биоорганическая химия, биологическая термодинамика, молекулярная генетика и т.д. Хотя уровни организации живого и выделяются, но они тесно связаны между собой и вытекают один из другого, что говорит о целостности живой природы.
ПРОБЛЕМНЫЕ ОБЛАСТИ
Вопрос 1. Каковы критерии выделения отдельных уровней организации живой материи?
Критерием выделения базовых уровней выступают специфичные дискретные структуры и фундаментальные биологические взаимодействия.
Вопрос 2. В чём принципиальные различия свойств живой и неживой материи?
Живая материя характеризуется следующими свойствами:
• Обмен веществ
• Саморегуляция
• Развитие и изменчивость
• Способность к размножению
• Наследственность
• Раздражимость
Всеми перечисленными признаками неживая материя не обладает.
Вопрос 3. В чём заключается необходимость качественной характеристики свойств живого?
В процессе эволюции происходило постепенное усложнение организации живой материи, причем по мере образования очередного уровня предыдущий входил в него как составная часть. В результате окружающий нас мир живых существ представляет собой совокупность биологических систем разной степени сложности. Это и обуславливает необходимость выделения различных уровней организации живой материи. Чрезвычайно важно также то, что объединение нескольких систем, принадлежащих к одному уровню (например, клеток), дает не просто арифметическую сумму их свойств. Происходит подъем на качественно более высокую ступень, и новая система обладает расширенными возможностями и способностями (ткань, многоклеточный организм).
ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ
Вопрос 1. Какое значение для развития биологических наук имеет выделение различных уровней организации?
В процессе эволюции происходило постепенное усложнение организации живой материи, причем по мере образования очередного уровня предыдущий входил в него как составная часть. В результате окружающий нас мир живых существ представляет собой совокупность биологических систем разной степени сложности. Это и обуславливает необходимость выделения различных уровней организации живой материи. Чрезвычайно важно также то, что объединение нескольких систем, принадлежащих к одному уровню (например, клеток), дает не просто арифметическую сумму их свойств. Происходит подъем на качественно более высокую ступень, и новая система обладает расширенными возможностями и способностями (ткань, многоклеточный организм).
Вопрос 2. Как на молекулярно-генетическом уровне проявляется целостность организма?
Молекулярно-генетический уровень представляет собой целостную систему, состоящую из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов. Наличие этого взаимодействия обеспечивает саморегуляцию системы, ее рост, развитие и общее увеличение биомассы (размножение). На молекулярно-генетическом уровне организации живой материи мы наблюдаем процессы обмена веществ и энергии с окружающей средой, а также способность отвечать на изменения окружающего мира и приспосабливаться к ним. Конечно, клетка и экосистема по-разному отвечают, например, на повышение температуры или сезонные изменения освещенности, но сам принцип реагирования (раздражимости) присущ живой материи на любой ступени ее организации.
ЗАДАНИЯ
Вопрос 1. Охарактеризуйте признаки и свойства человека на различных уровнях организации.
На молекулярном уровне постоянно идут процессы обмена веществ и энергии, так как мы ежедневно употребляем пищу. На организменном уровне идут процессы адаптации к окружающей среде. Мы выбираем безопасный маршрут из школы домой, одеваемся в соответствии с погодными условиями.
Вопрос 2. Сравните сущность процессов обмена веществ в неживой природе и метаболизма.
Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой: они поглощают из нее необходимые вещества и выделяют продукты своей жизнедеятельности. Обмен веществ - двусторонний процесс: во-первых, в результате ряда сложных химических превращений вещества из окружающей среды употребляются органическими веществами живого организма, и из них строится его тело; во-вторых, сложные органические соединения распадаются на простые, при этом утрачивается их сходство с веществами организма и выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза. Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава и строения всех частей организма и, как следствие, постоянство их функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды, т.е. обеспечивает гомеостаз. В неживой природе также существует обмен веществ, но там круговорот веществ сводится только к простому переносу их с одного места на другое или изменение их агрегатного состояния.
Вопрос 3. Сформулируйте определение понятия «жизнь».
Жизнь — способ бытия сущностей (живых организмов), наделенных внутренней активностью, процесс развития тел органического строения с устойчивым преобладанием процессов синтеза над процессами распада, особое состояние материи, достигаемое за счёт следующих свойств.
Жизнь — это способ существования белковых тел и нуклеиновых кислот, существенным моментом которой является постоянный обмен веществ с окружающей средой, причем с прекращением этого обмена прекращается и жизнь.