Уровни организации живой природы. Open Library - открытая библиотека учебной информации Какие уровни организации живой природы вы знаете
Проявления жизни на нашей планете чрезвычайно многообразны. В связи с этим выделяют различные уровни организации живой материи, которые отражают соподчиненность, иерархичность структурной организации жизни. В основе представлений об уровнях организации лежит принцип дискретности.
Молекулярный уровень. Элементарными единицами этого уровня организации жизни являются химические вещества: нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, липиды и др. На этом уровне в основном проявляются такие важнейшие процессы жизнедеятельности, как передача наследственной информации, биосинтез, превращение энергии и др. Основная стратегия жизни на молекулярном уровне - способность создавать живое вещество и кодировать информацию, приобретенную в меняющихся условиях среды.
На клеточном уровне организации структурными элементами выступают различные органеллы. Способность к воспроизведению себе подобных, включение различных химических элементов Земли в состав клетки, регуляция химических реакций, запасание и потребление энергии - основные процессы этого уровня. Стратегия жизни на клеточном уровне - вовлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в живые системы.
Организменный уровень организации присущ одноклеточным и многоклеточным биосистемам (растениям, грибам, животным, в том числе человеку и разнообразным микроорганизмам). У живых организмов проявляются такие свойства, как питание, дыхание, выделение, раздражимость, рост и развитие, размножение, поведение, продолжительность жизни, взаимоотношения с окружающей средой. Все перечисленные процессы в совокупности характеризуют организм как целостную саморегулирующуюся биосистему. Основная стратегия жизни на этом уровне - ориентация организма (особи) на выживание в постоянно меняющихся условиях среды.
Популяционно-видовой уровень организации характеризуется объединением родственных особей в популяции, а популяций - в виды, что приводит к возникновению новых свойств системы. Основные свойства этого уровня: рождаемость, смертность, выживание, структура (половая, возрастная, экологическая), плотность, численность, функционирование в природе. Основная стратегия популяционно-видового уровня проявляется в более полном использовании возможностей среды обитания, в стремлении к возможно более длительному существованию, в сохранении свойств вида и самостоятельном развитии.
На биогеоценотическом (экосистемном) уровне организации основными структурными элементами являются популяции разных видов. Данный уровень характеризуется множеством свойств. К ним относятся: структура экосистемы, видовой и количественный состав ее населения, типы биотических связей, пищевые цепи и сети, трофические уровни, продуктивность, энергетика, устойчивость и др. Организующие свойства проявляются в круговороте веществ и потоке энергии, саморегулировании и устойчивости, автономности, открытости системы, сезонных изменениях. Основная стратегия этого уровня - активное использование всего многообразия окружающей среды и создание благоприятных условий развития и процветания жизни во всем ее многообразии.
Самым высоким уровнем организации жизни является биосферный . Основными структурными единицами этого уровня являются биогеоценозы (экосистемы) и окружающая их среда, т.е. географическая оболочка Земли (атмосфера, гидросфера, почва, солнечная радиация и др.) и антропогенное воздействие. Для этого уровня орган и организации характерны: активное взаимодействие живого и неживого вещества планеты; биологический круговорот веществ и потоки энергии с входящими в него геохимическими циклами; хозяйственная и этнокультурная деятельность человека. Основная стратегия жизни на биосферном уровне - стремление обеспечить динамичную устойчивость биосферы как самой большой экосистемы нашей планеты.
Уровни организации живой природы
Выделяют 8 уровней.
Каждый уровень организации характеризуется определенным строением (химическим, клеточным или организменным) и соответствующими свойствами.
Каждый следующий уровень обязательно содержит в себе все предыдущие.
Давайте разберем каждый уровень подробно.
8 уровней организации живой природы
1. Молекулярный уровень организации живой природы
- : органические и неорганические вещества,
- (метаболизм): процессы диссимиляции и ассимиляции,
- поглощение и выделение энергии.
Молекулярный уровень затрагивает все биохимические процессы, которые происходят внутри любого живого организма — от одно- до многоклеточных.
Этот уровень сложно назвать «живым» . Это скорее «биохимический» уровень — поэтому он является основой для всех остальных уровней организации живой природы.
Поэтому именно он лег в основу классификации на царства — какое питательное вещество является основным у организма:у животных — , у грибов — хитин, у растений это- .
Науки, которые изучают живые организмы именно на этом уровене:
2. Клеточный уровень организации живой природы
Включает в себя предыдущий — молекулярный уровень организации.
На этом уровне уже появляется термин « » как «мельчайшая неделимая биологическая система»
- Обмен веществ и энергии данной клетки (разный в зависимости от того, к какому царству принадлежит организм);
- Органойды клетки;
- Жизненные циклы — зарождение, рост и развитие и деление клеток
Науки, изучающие клеточный уровень организации :
Генетика и эмбриология изучают этот уровень, но это не основной объект изучения.
3. Тканевый уровень организации:
Включает в себя 2 предыдущих уровня — молекулярный и клеточный .
Этот уровень можно назвать «многоклеточным » — ведь ткань представляет собой совокупность клеток со сходным строением и выполняющих одинаковые функции.
Наука — Гистология
4. Органный (ударение на первый слог) уровень организации жизни
- У одноклеточных органы — это органеллы — есть общие органеллы — характерные для всех или прокариотических клеток, есть отличающиеся.
- У многоклеточных организмов клетки общего строения и функций объединены в ткани, а те, соответственно, в органы, которые, в свою очередь, объединены в системы и должны слаженно взаимодействовать между собой.
Тканевый и органный уровни организации — изучают науки:
5. Организменный уровень
Включает в себя все предыдущие уровни: молекулярный , клеточный, тканевый уровни и органный .
На этом уровне идет деление Живой природы на царства — животных, растений и грибов.
Характеристики этого уровня:
- Обмен веществ (как на уровне организма, так и на клеточном уровне тоже)
- Строение (морфология) организма
- Питание (обмен веществ и энергии)
- Гомеостаз
- Размножение
- Взаимодействие между организмами (конкуренция, симбиоз и т.д.)
- Взаимодействие с окружающей средой
Науки:
6. Популяционно-видовой уровень организации жизни
Включает молекулярный , клеточный, тканевый уровни, органный и организменный .
Если несколько организмов схожи морфологически (проще говоря, одинаково устроены), и имеют одинаковый генотип, то они образуют один вид или популяцию.
Основные процессы на этом уровне:
- Взаимодействие организмов между собой (конкуренция или размножение)
- микроэволюция (изменение организма под действием внешних условий)
Давайте разберемся, что такое система. Система – это упорядоченное целое, которое состоит из частей, взаимосвязанных между собой.
Биологические системы организованны в зависимости от иерархии, которую невозможно нарушить, так как все внутри системы целостно. Если мы сравним системы различных уровней, то сможем заметить много общего между ними или выделить особые черты каждого уровня системы.
Принято выделять разные уровни биосистем и каждый из них характеризуется свойствами, которых нет на нижележащих уровнях. Дети, давайте внимательно посмотрим на рисунок 1. Какие уровни организации живой материи выделяют в биологии?
Рис. 1 Уровни организации живой материи
Биогеоценотический уровень выделяется своей спецификой, которая свзязана с его внутренними компонентами и круговоротом веществ, а биосферный уровень выделяется замкнутостью круговоротов веществ.
Давайте отдельно рассмотрим каждый из существующих уровней иерархии биологической системы. Ребята, предлагаю с помощью следующего
видео 1 «Законы организации экосистемы»
Видео YouTube
и рисунка 2 приступить к изучению каждого уровня организации живой материи.
Рис. 2 Что мы знаем об уровнях организации всего живого на Земле?
1.Молекулярный уровень.
Рис. 3 Молекулы – основа молекулярного уровня
Химические вещества, нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, липиды являются самыми мелкими единицами этого уровня организации жизни. На рисунке 3 вы можете увидеть мельчайшие частицы, которые являются основой этого уровня организации живой материи.
Здесь мы видим проявление таких важнейших процессов природы, как передача через ДНК наследственной информации, превращение энергии и биосинтез. Основная стратегия жизни этого уровня в том, что живое вещество способно создавать живое, может кодировать данные, которые были приобретены в изменчивых условиях среды.
2.Клеточный уровень.
Рис. 4 Клетки – основа клеточного уровня
На этом уровне главными элементами являются различные органеллы. На рисунке 4 вы можете увидеть клетки и их органеллы, которые являются основой этого уровня организации живой материи.
Основными процессами этого уровня становятся способность к самовоспроизведению, включение большинства химических элементов в состав клетки, регулирование химических реакций, запас и потребление энергии. Стратегия жизни выражена в том, что живые системы включают в свой состав химические элементы Земли и энергию Солнца.
3.Тканевый уровень.
Что такое ткань? Ткань – это совокупность клеточных элементов разных типов клеток и межклеточного вещества, которая выполняет отдельную специфическую функцию в организме.
4.Органный уровень.
Органом называют совокупность уже тканей, связанных между собой тем, что выполняют общин функции и имеют свое определенное место в организме.
Контролирующий блок №1
1) Что такое биологическая система?
2) Почему выделяют несколько видов в иерархии системы?
3) Сколько и какие урони вы можете назвать?
Часть 2. Организменный, популяционно-видовой, экосистемный и биосферный уровни организации живой материи.
Продолжим знакомство с уровнями живой материи.
5.Организменный уровень характерен для одноклеточных и многоклеточных биосистем
(растениям, грибам, животным, человеку и различным микроорганизмам). На рисунке 5 вы можете увидеть организмы , которые присущи этому уровню организации.
Рис. 5 Организменный уровень и пищевые цепи
На этом уровне живые организмы имеют такие свойства: питание, дыхание, выделение, раздражимость, рост и развитие, размножение , поведение, продолжительность жизни, взаимоотношения с окружающей средой. Все вышеперечисленное в целом дает характеристику как целостной саморегулирующейся биосистеме. Здесь стратегия жизни состоит в том, что организм стремится выжить в любых изменяющихся условиях среды.
Рис. 6Популяционно-видовой уровень
Популяционно-видовой уровень организовывает особи, родственные между собой п популяции. Затем популяций группируются в виды и возникают новые свойства. На рисунке 6 вы можете увидеть популяции организмов, которые присущи этому уровню организации.
Основными свойствами этого уровня мы можем назвать рождаемость, смертность, выживание, структура (половая, возрастная, экологическая), плотность, численность, функционирование в природе. Стратегией популяционно-видового уровня есть более полное использование возможностей природной среды обитания, в стремлении к возможно более длительному существованию, в сохранении свойств вида и самостоятельном развитии.
7.Биогеоценотический (экосистемный) уровень
характеризуется тем, что популяции различных видов становятся основными структурными элементами. В таблице на рисунке 7 вы можете увидеть строение этого уровня организации.
Рис. 7 Экосистемный уровень
Здесь мы можем выделить массу свойств присущих популяциям видов. К ним относятся: пищевые цепи и сети, структура экосистемы, видовой и количественный состав ее населения, трофические урони, типы биотических связей, продуктивность, энергетика , устойчивость.
Ребята, давайте посмотрим следующее видео, чтобы понять суть пищевых цепей в экосистеме.
Видео 2 «Пищевые связи экосистемы»
Видео YouTube
Свойства живых организмов можно увидеть в круговороте веществ и потоке энергии, автономности, открытости системы, сезонных изменениях, саморегулировании и устойчивости. Активное использование всего многообразия природы и создание благоприятных условий развития и процветания жизни во всем ее многообразии, все это становится главной стратегией этого уровня.
8.Биосферный уровень.
Данный уровень является самым высоким иерархическим уровнем любой биосистемы. Структурные единицы этого уровня такие:
- биогеоценозы (экосистемы);
- середа, окружающая эти системы. К ней относится сама оболочка Земли (
Жизнь на Земле зарождалась на протяжении долгого времени. Она возникла под влиянием различных сложных факторов, которые с течением времени привели не только к появлению жизни, но и проявлению ее в разных формах. Так, сложность условий формирования привела к тому, что живая природа устроена из различных систем, которые, сочетаясь и соподчиняясь друг другу, образуют собой многоуровневую целостную структуру, которая немыслима без одного из звеньев.
Основные уровни организации живой природы
Чтобы правильно понять эту систему, нужно усвоить, что предложенные соподчинены. Каждую из них можно рассматривать как отдельную систему или подсистему, однако целостное восприятие уровней жизни с биологической точки зрения является очень важным в освоении этого материала.
Уровни организации живой природы их характеристика
Прежде чем перейти к описанию, отметим, что универсального списка биосистем не существует, и предложенный нами является наиболее общим: здесь представлены 8 уровней организации.
- Уровни организации живой природы: молекулярный и клеточный
Молекулярный. уровень, который является границей между Элементарными единицами здесь выступают белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды и др. Именно здесь происходит передача генетической информации, происходит биосинтез и превращение энергии. Кодировка информации - основная задача молекулярного уровня, который, в свою очередь, имеет два компонента: молекулы органических и неорганических соединений, а также комплексы химических соединений.
Клеточный. Здесь элементами выступают клеточные объединения - органеллы. Он отвечает за воспроизводительную функцию, участвует в регуляции химических реакций, а также здесь происходит потребление энергии. Он состоит из одного компонента - комплекса молекул химических соединений. На этом уровне происходит биосинтез, деление клеток и фотосинтез.
- Уровни организации живой природы: тканевый и органный
Тканевый. Он представлен тканями, которые объединяют различные клетки, имеющие идентичное строение. У ткани создаются в процессе онтогенеза из-за на разные группы. У животных и растений они различаются, что обусловлено специализацией клеток.
Органный. В этой системе элементами являются органы организмов. В ряде случаев можно наблюдать целые системы органов (у более совершенных организмов), а у простейших передвижение, дыхание, пищеварение и др., осуществляется за счет отдельных органелл.
- Уровни организации живой природы: организменный и популяционно-видовой
Организменный. Этот характерен для одноклеточных и многоклеточных. Здесь обеспечивается возможность различных способов питания, обнаруживается различное строение (животные, птицы, грибы, бактерии). Здесь же обнаруживается связь организма со средой обитания, которая также участвует в формировании особенностей строения. Основным компонентом является клетка.
Популяционно-видовой. Представлен родственной связью, которая формирует популяции, и их, в свою очередь, в виды. Основными функциями этого уровня являются рождаемость и смертность, численность, плотность. Здесь устанавливается прочная связь вида со средой обитания.
- Уровни организации живой природы: биогеоценотический и биосферный
Биогеоценотический. Этот уровень также именуется как «экосистемный». Здесь мы видим организацию жизни с точки зрения популяции: это широкий охват однотипных (схожих) существ. Экосистемный уровень имеет множество свойств: структуру популяции, типы количественный и видовой ее состав. Основными компонентами являются: особенности среды и пищевые системы.
Биосферный. Это высшая форма организации экосистем. Основными элементами являются: экосистемы и их окружающая среда, под которой понимают почву, атмосферу, гидросферу и др. глобальные параметры. Здесь происходит взаимодействие живого и неживого, а также круговорот веществ.
Лекция:
Уровневая организация и эволюция. Основные уровни организации живой природы. Биологические системы
Уровни организации живого
Жизнь имеет различные уровни организации, выделяемые наукой в иерархическом порядке и отличающиеся по сложности строения и функционирования:
Клеточный . Клетка признана наименьшей единицей живого. Из более или менее сложных клеток различной структуры состоят все живые организмы, кроме вирусов, выделенных в отдельное царство. Клетка может быть самостоятельным организмом (например, бактерии и простейшие) или составлять ткани сложного организма (тогда клетки могут иметь разное строение, быть приспособленными под конкретные функции). На клеточном уровне могут изучаться многоклеточные организмы, а также строение клеток и сложность их организации у одноклеточных.
Организменный . На этом уровне изучаются отдельные организмы, к которым относятся как многоклеточные, так и одноклеточные. На этом уровне организации биологическими науками изучаются процессы рождения, роста, питания, морфологические признаки, анатомия.
Популяционно-видовой . Изучением живого на этом уровне занимаются экология и генетика популяций. Этот уровень рассматривает общности видов и популяций, имеющих собственные отличительные признаки, их взаимодействие между собой, ареалы обитания.
Биогеоценотический, биосферный . Этот уровень организации живого рассматривает способы взаимодействия между собой популяций разных видов, изучает потоки вещества и энергии, роль факторов внешней среды. На этом уровне жизнь изучается биогеографией, биоценологией, экологией.
Биологические системы
Общими признаками биологических систем были признаны их базовые отличия от неживых. Неживые организмы могут обладать отдельными признаками живых – например реагировать на раздражения на химическом или физическом уровне, двигаться под воздействием внешних сил, расти, как химические кристаллы и т. д. Но живой организм всегда обладает не меньше чем несколькими признаками из следующего списка отличительных черт:
Клеточное строение , которое характерно только для живых организмов.
Химический состав . Для живых объектов характерным является строение из сложных органических веществ, их функциональной основой являются белки.
Наличие метаболизма и превращений энергии. Процесс жизни возможен только за счет химических превращений одних веществ в другие, обмена веществами и энергией с окружающей средой.
Гомеостаз – это саморегуляция. Сложный комплекс биохимических реакций и физических взаимодействий позволяет живому организму сохранять баланс температуры, количества жидкости, наличия определенных веществ в себе. При серьезных нарушениях этого баланса – организм может погибнуть.
Раздражимость. Это способность организма реагировать на внешние влияния – изменение температуры, освещенности, прикосновения и прочие. Эта способность помогает организму реагировать на изменения условий среды и сохранять себя в живом состоянии, избегая негативных влияний и используя для жизнеобеспечения позитивные.
Движение. Не все живые организмы обладают способностью двигаться, некоторые неподвижны в течение всей своей жизни, у других подвижны только формы для размножения, выбрасываемые во внешнюю среду. К ним можно отнести плоды высших растений, споры мхов и папоротников.
Рост и развитие. Живые организмы обладают ограниченной способностью к росту, кроме растительных, которые увеличиваются в процессе всей жизни. Тем не менее, развитие организма, усложнение и изменение его структуры происходит в течение всего периода существования.
Воспроизведение. Это базовый признак живого организма. Способность к размножению различными способами – половым, бесполым, вегетативным свойственна только живым организмам.
Эволюция. Появление с течением времени новых форм живого, вследствие изменения их строения и свойств, приспособления к другим условиям среды также относится к базовым отличительным признакам живого.
| |