Многообразие живого мира. Уровни организации и основные свойства живых организмов

Вопрос 1. Назовите уровни организации живой материи. Предложите критерии для сравнения разных уровней организации живой составьте и заполните таблицу «Уровни живой материи».

В настоящее время выделяют несколько уровней организации живой материи.

1. Молекулярный.

2. Клеточный.

3. Тканевый.

4. Органный.

5. Организменный.

7. Биогеоценотический (экосистемный).

8. Биосферный.

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.

Вопрос 2. Как взаимосвязаны различные уровни организации живой материи?

При ответе на вопрос о взаимной связи различных уровней организации живой материи следует иметь в виду, что каждый уровень организации обусловлен группой системообразующих факторов, т. е. факторов, оказывающихся ведущими в формировании данной системы (например, вода – системообразующий фактор в формировании водных экосистем) . Но, по сути, всегда имеется группа взаимосвязанных системообразующих факторов (в отношении воды – это температура, соленость, осмотическое давление воды) . Объединяющим фактором в пределах каждого уровня организации является обмен веществ и энергии, характерный для этого уровня. Однако несмотря на специфичность каждого из уровней организации, все они взаимосвязаны и подчиняются общим закономерностям существования живой материи. Каждый последующий уровень организации является следствием предыдущего (например, клеточный уровень организации вытекает из молекулярного уровня) . Фактором, объединяющим все уровни организации в единое целое – биосферу, – является биотический обмен веществ.

Вопрос 3. Что такое самовоспроизведение (репродукция) живых организмов?

Самовоспроизведение или способность к размножению, т. е. воспроизведению нового поколения особей того же вида, – одно из основных свойств живых организмов. Потомство в главном всегда похоже на родителей, поэтому свойство организмов воспроизводить себе подобных тесно связано с явлением наследственности.

Вопрос 4. Что такое развитие? Какие формы развития вы знаете? Сравните их между собой.

Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. Развитие живой материи представлено индивидуальным развитием организмов, или онтогенезом, и историческим развитием, или филогенезом.

Филогенез, или эволюция, – это необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и прогрессивным усложнением форм жизни. Результатом эволюции является всё многообразие живых организмов на Земле.

Вопрос 5. Что такое раздражимость? Какое значение она имеет для приспособления к условиям существования?

Неотъемлемое свойство живых существ – раздражимость (способность воспринимать внешние или внутренние раздражители (воздействия) и адекватно на них реагировать) . Она проявляется в изменениях обмена веществ (например, при сокращении светового дня и понижении окружающей температуры осенью у растений и животных), в виде двигательных реакций, а высокоорганизованным животным (включая и человека) присущи изменения в поведении. Характерная реакция на раздражение почти у всех живых существ – движение, т. е. пространственное перемещение всего организма или отдельных частей их тела. Это свойственно как одноклеточным (бактериям, амебам, инфузориям, водорослям), так и многоклеточным (практически всем животным) организмам. Подвижностью обладают и некоторые клетки многоклеточных (например, фагоциты крови животных и человека). Многоклеточные растения сравнительно с животными характеризуются малой подвижностью, однако и у них можно назвать особые формы проявления двигательных реакций. Активные движения у них встречаются двух типов: ростовые и сократительные. К первым, более медленным, относятся, например, вытягивания в сторону света стеблей растущих на окне домашних растений (вследствие одностороннего их освещения). Сократительные движения наблюдаются у насекомоядных растений (например, быстрое складывание листочков у росянки при ловле садящихся на нее насекомых).

Вопрос 6. Опираясь на знания, полученные в курсе «Человек», приведите примеры саморегуляции физиологических процессов в своём организме.

Примером саморегуляции является поддержание постоянной температуры тела человека

Например, человек находится в жарком климате, температура организма становится выше нормы, тогда происходит расширение капилляров, кровь подходит близко к поверхности кожи, где и охлаждается, следовательно температура организма снижается. Другой пример: человек находится в условиях с низкой температурой окружающей среды, тогда капилляры, находящиеся в коже, сужаются, и тогда кровь меньше охлаждается, следовательно температура организма остается постоянной.

Вопрос 7. В чём значение ритмичности процессов жизнедеятельности? Приведите примеры ритмичности процессов в неживой и живой природе.

Ритмичность биологических процессов — неотъемлемое свойство живой материи. Живые организмы в течение многих миллионов лет живут в условиях ритмических изменений геофизических параметров среды (смена времен года, смена дня и ночи и др.) . Биоритмы — это эволюционно закрепленная форма адаптации, определяющая выживаемость организмов путем приспособления их к ритмически меняющимся условиям среды обитания. Закрепленность этих биоритмов обеспечила опережающий характер изменения функций, т. е. функции начинают меняться еще до того, как произойдут соответствующие изменения в окружающей среде. Опережающий характер изменений функций имеет глубокий адаптационный смысл и значение, предупреждая напряженность перестройки функций организма под влиянием уже действующих на него факторов.

Биологические ритмы описаны на всех уровнях, начиная от простейших биологических реакций в клетке и кончая сложными поведенческими реакциями. Таким образом, живой организм является совокупностью многочисленных ритмов с разными характеристиками.

С понятием «ритма» связано представление о гармонии, организованности явлений и процессов. В переводе с греческого слово «ритм», «ритмос» означает соразмерность, стройность. Ритмическими называются такие явления природы, которые периодически повторяются. Это движение небесных тел, смена времен года, дня и ночи, периодичность приливов и отливов. А также чередование максимумов и минимумов солнечной активности.

Различные физические явления отличаются периодическим, волнообразным характером. К их числу можно отнести электромагнитные волны, звук и т.д. В жизни примером служит изменение атомного веса элементов, отражающее последовательное чередование химических свойств материи. Основные ритмы в природе, наложившие свой отпечаток на все живое на Земле, возникли под влиянием вращения Земли по отношению к Солнцу, Луне и звездам. Природная система - открытая система, то есть подвержена влиянию других природных систем. Это означает, что ритмы внутри одной системы могут быть обусловлены ритмами других систем через взаимодействие между системами.

Вопрос 8. Попробуйте сформулировать собственное определение жизни.

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.

Биологическое

Жизнь — это особый вид материального взаимодействия генетических объектов, которые осуществляют синтез (производство) себе подобных генетических объектов.

Химико-физическое

Жизнь — преобладание процессов синтеза над процессами распада, пул энергопотребляющих процессов изменения вещества и других объектов физической химии, в которых различимы два цикла (во времени) :

Химико-волновая модель

Жизнь — это химическая волна, то есть многомерная каталитическая циклическая химическая реакция. В каждый момент времени её существования, называемом временем жизни, в каждой отдельной нити реакции на любом уровне масштаба рассмотрения от молекул до классов живых организмов можно выделить три материальных элемента: ресурс, катализатор, результат.

Кибернетическое

Жизнь — это кибернетическая структура реализующая специфические информационные функции :

память, системы кодирования, записи, передачи, приема, декодирования и интерпретации (исполнения) управляющей информации,

собственный внутренний язык — систему сигналов, свойств и методов.

Способность «слушать» и «говорить» на внутреннем языке (обрабатывать сигналы, выполняя информационные функции)

Термодинамическое

Жизнь — процесс одностороннего обмена информацией о структуре между ограниченной частью материальной системы и её окружением, использующий эффект односторонней проводимости мембран. Проводимость мембраны живого организма в направлении «внутрь организма» для информации высока, для энтропии низка. В направлении «из организма» — наоборот: проводимость для информации низка, а для энтропии высока. Примером такой мембраны является физическая граница двух любых различных сред.

Технологическое

Жизнь биологическая — белковые тела, способные самостоятельно управлять синтезом или модификацией белка.

Религиозное

Жизнь — чудесное свойство, не зависящее от материи, даваемую и отбираемую у материи Богом. Различают конечную (во времени) жизнь тела и бесконечную жизнь души. Живой организм — это такой, в теле которого существует душа.

Философское

Жизнь — это идеальная форма существования материи, способная случайно (по своему желанию) воздействовать на материю и подстраивать для себя причинно-следственные связи (адаптироваться) . Известная нам земная форма жизни возникла как результат эволюции полимерных соединений углерода и представлена разнообразными организмами, каждый из которых представляет собой индивидуальную целостную систему, обладающую:

сложной структурой и обменом веществ.

Вопрос 9. Приведите примеры процессов и событий, происходящих на разных уровнях организации живого, участником которых вы были сегодня.

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.