Содержание

Тема 1.3. Уровни организации живой материи. Методы биологии.

1. Что такое уровень организации живой материи?
Уровень организации живой материи – это совокупность количественных и качественных параметров определенной биологической системы (клетка, организм, популяция и т.д.), которые определяют условия и границы ее существования.


2. Заполните правую колонку таблицы.


3. Рассмотрите рисунок 2 в §1. 3. По аналогии с представленным примером в столбце 1 дополните таблицу.


Уровни организации живой природы


4. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
Понятие «популяция» применимо к:
1. Учителям г. Владимира
2. Рокерам Челябинской области
3. Коллективу Большого драматического театра г. Санкт-Петербурга
4. Членам закрытой общины в штате Пенсильвания.

Тест 2.
В организме человека нельзя выделить уровень организации:


1. Молекулярный
2. Организменный
3. Популяционно-видовой
4. Клеточный.

5. Перечислите известные вам методы познания живой природы и заполните таблицу.


Методы биологии


6. Используя дополнительные источники информации, дайте определения понятий.
Научный факт – это форма научного знания, в которой фиксируется некоторое  конкретное явление,  событие; результат наблюдений и экспериментов, который устанавливает количественные и качественные характеристики объектов.
Гипотеза – предположение или догадка; утверждение, предполагающее доказательство, в отличие от аксиом, постулатов, не требующих доказательств.
Теория – наиболее развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определенной области действительности; учение, система идей или принципов, является совокупностью обобщенных положений, образующих науку или ее раздел.

7. Используя раздел «Методы познания живой природы» в §1. 3, назовите основные этапы научного исследования.


1. Сбор данных – фактов.
2. Выдвижение гипотезы.
3. Осуществление серии экспериментов.
4. Получение результатов.
5. Если гипотеза подтверждается, она становится теорией, включающей в себя правила и законы.

8. Какие уровни организации живой природы затронуло А. Флемингом открытие антибиотиков в 1938 году? Ответ обоснуйте.
Молекулярный уровень – так как были открыты новые молекулы. Клеточный – так как антибиотики воздействуют на бактериальные клетки. Кроме того, были затронуты и все остальные уровни, так как в природе все взаимосвязано. Были открыты лекарства от многих болезней, выживаемость и продолжительность жизни человека увеличилась.

9. Познавательная задача.
В свое время английские фермеры поинтересовались у Ч. Дарвина, от чего зависят надои коров, на что получили ответ: "От числа старых дев в округе".
Логика ученого оказалась мало понятной крестьянам. Однако Ч. Дарвин, несмотря на экстравагантный ответ, был прав.
В английской глубинке 19 века надои коров зависели от полноценного корма, основой которого был клевер и клеверное сено. Урожайность клевера зависит от эффективности опыления его шмелями. Шмели строят свои гнезда в земле, где их часто разоряют мыши. Мышей эффективно уничтожают кошки, а кошек очень любят содержать пожилые незамужние дамы.

Какие научные методы были использованы Ч. Дарвином для формулирования своего умозаключения?
Ответ: метод наблюдения, сравнительный и исторический метод (сравнивание поведения мышей, шмелей и т.д. ранее), метод гипотез и моделирования (воссоздание модели – пищевой цепи в уме). 

10. Заполните кластер: «Современная техника, используемая для решения биологических задач».


11. Сформулируйте основные идеи §1. 3.
Уровни организации живой материи – это совокупность количественных и качественных параметров определенной биологической системы, которые определяют условия и границы ее существования.
1. Молекулярный.
2. Клеточный.
3. Органно-тканевой.
4. Организменный.
5. Популяционно-видовой.
6. Биогеоценотический.  
7. Биосферный.
Методы изучения живой природы:
Метод наблюдения
Описательный
Сравнительный
Исторический
Экспериментальный

Метод моделирования
Современные методы с использованием новейшей техники, микроскопов и компьютеров.


Уровни организации живой материи

Все живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами по себе, они зависят от окружающей среды и испытывают на себе ее воздействия. Это точно согласованный комплекс множества факторов окружающей среды, и приспособление к ним живых организмов обуславливает возможность существования всевозможных форм организмов и самого различного образования их жизни.

Экология (от греческого oikos - жилище, местообитание) - наука, изучающая взаимосвязи живых организмов в природе: организацию и функционирование популяций, биогеоценозов и биосферы в целом; законы “здорового” состояния как нормы и основы существования жизни.[3]

Живая природа представляет собой сложно организованную, иерархичную систему. Выделяют несколько уровней организации живой материи.

1.Молекулярный. Любая живая система проявляется на уровне взаимодействия биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, полисахаридов, а также других важных органических веществ.

2. Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Неклеточных форм жизни нет, а существование вирусов лишь подтверждает это правило, т.к. они могут проявлять свойства живых систем только в клетках.

3.Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных для выполнения различных функций.

4.Популяционно-видовой. Под видом понимают совокупность особей, сходных по структурно-функциональной организации, имеющих одинаковый кариотип и единое происхождение и занимающих определенный ареал обитания, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство, характеризующихся сходным поведением и определенными взаимоотношениями с другими видами и факторами неживой природы.

Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования.

5.Биогеоценотический. Биогеоценоз - сообщество, совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами конкретной среды их обитания - компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы.

6.Биосферный. Биосфера - самый высокий уровень организации жизни на нашей планете. В ней выделяют живое вещество - совокупность всех живых организмов, неживое или косное вещество и биокосное вещество (почва).[3]

Уровни организации живой материи. Окружающий нас мир живых существ — это совокупность биологических систем разной степени сложности, образующих единую иерархическую структуру. Причем следует отчетливо представлять, что взаимосвязь отдельных биологических систем, принадлежащих к одному уровню организации, формирует качественно новую систему. Одна клетка и множество клеток, один организм и группа организмов — разница не только в количестве. Совокупность клеток, обладающих общим строением и функцией, — это качественно новое образование — ткань. Группа организмов — это семья, стая, популяция, т. е. система, обладающая совершенно иными свойствами, нежели простое механическое суммирование свойств нескольких особей.

 

В процессе эволюции происходило постепенное усложнение организации живой материи. При образовании более сложного уровня предыдущий уровень, возникший ранее, входил в него как составная часть. Именно поэтому уровневая организация и эволюция являются отличительными признаками живой природы. В настоящее время жизнь как особая форма существования материи представлена на нашей планете несколькими уровнями организации.

Молекулярно-генетический уровень. Как бы сложно ни была организована любая живая система, в ее основе лежит взаимодействие биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, углеводов, а также других органических веществ. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: кодирование и передача наследственной информации, обмен веществ, превращение энергии. Клеточный уровень.

Клетка — это структурно-функциональная единица всего живого. Существование клетки лежит в основе размножения, роста и развития живых организмов. Вне клетки жизни нет, а существование вирусов только подтверждает это правило, потому что они могут реализовывать свою наследственную информацию только в клетке. Тканевый уровень. Ткань — это совокупность клеток и межклеточного вещества, объединенных общностью происхождения, строения и выполняемой функции. В животных организмах выделяют четыре основных типа ткани: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. В растениях различают образовательные, покровные, проводящие, механические, основные и выделительные (секреторные) ткани. Органный уровень. Орган — это обособленная часть организма, имеющая определенную форму, строение, расположение и выполняющая конкретную функцию. Орган, как правило, образован несколькими тканями, среди которых одна (две) преобладает.

Организменный (онтогенетический) уровень. Организм — это целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов. Существование организма обеспечивается путем поддержания гомеостаза (постоянства структуры, химического состава и физиологических параметров) в процессе взаимодействия с окружающей средой. Популяционно-видовой уровень. Популяция — совокупность особей одного вида, в течение длительного времени проживающих на определенной территории, внутри которой осуществляется в той или иной степени случайное скрещивание и нет существенных внутренних изоляционных барьеров; она частично или полностью изолирована от других популяций данного вида. Вид — совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Все особи одного вида имеют одинаковый ка-риотип, сходное поведение и занимают определенный ареал. На этом уровне осуществляется процесс видообразования, который происходит под действием эволюционных факторов.
Биогеоценотический (экосистемный) уровень.
Биогеоценоз — исторически сложившаяся совокупность организмов разных видов, взаимодействующая со всеми факторами их среды обитания. В биогеоценозах осуществляется круговорот веществ и энергии. Биосферный (глобальный) уровень. Биосфера — биологическая система высшего ранга, охватывающая все явления жизни в атмосфере, гидросфере и литосфере, которая объединяет все биогеоценозы (экосистемы) в единый комплекс. Здесь происходят все вещественно-энергетические круговороты, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле. Таким образом, жизнь на нашей планете представлена саморегулирующимися и самовоспроизводящимися системами различного ранга, открытыми для вещества, энергии и информации. Существование и взаимодействие этих систем обеспечивается происходящими в них процессами жизнедеятельности и развития.

Эволюция клетки

В настоящее время известны следующие ос­новные формы организации живой материи: доклеточная (виру­сы), предъядерная (прокариоты) и ядерная (эукариоты). Существование каждой из этих форм явно свидетельствует о том, что в ходе эволюции они возникли не одновременно. Начиная с сере­дины XIX в. сформулированы несколько гипотез, объясняющих это явление (как отечественными, так и зарубежными авто­рами). Одной из наиболее интересных является гипотеза симбиогенеза. В ее основе лежит предположение К. С. Мережковского (1909) о происхождении органелл в результате вступления в симбиоз клеток нескольких бактерий (как гетеро-, так и автотрофных). Из современных интересна гипотеза синбактериогенеза А. Н. Студитского (1962, 1981). Суть ее сводится к симбиозу бактериальной клетки-хозяина и более мелкой, но тоже прокариотической клетки-гетеротрофа, ставшей митохондрией. В случае симбиоза с фототрофной клеткой (например, цианобактерии) клетка-хозяин переходила на автотрофное питание, поскольку в хлорофиллоносной клетке происходил фотосинтез. Так возникли пластиды. В пользу такой гипотезы свидетельствуют особенности этих органелл: они двухмембранные, имеют собственный генетический аппарат (ДНК, РНК, рибосомы), способны к делению. В то же время в случае автолиза («самопоедания») в клетке они становятся первыми «жертвами» лизисом. По наследству митохондрии и пластиды передаются чаще всего в виде зачаточных телец — промитохондрий и пропластид, покрытых двойной мембраной

Уровни организации живой материи. Виды природных сообществ



1. Какие виды природных сообществ Вы знаете?

Ответ. Живые организмы не могут существовать друг без друга. Они образуют сообщества, в которых каждый отдельный организм влияет на все остальные и одновременно испытывает на себе их влияние. Такое существование необходимо всем и позволяет выжить каждому отдельному виду. Примерами сообществ могут служить луг, болото, степь, пустыня, лес.

В сообществе живые организмы связаны не только между собой, но и неживой природой. Живые существа, составляющее сообщество, и окружающая их среда постоянно обмениваются веществами и энергией. Благодаря этим процессам сообщество и окружающая среда образуют единую сложную систему, ее называют биогеоценозом (от греческих слов"биос"-жизнь, "гео"-земля, "ценоз"-сообщество) , или экосистемой.

2. Какие уровни организации живой материи вам известны?

Ответ. Уровни организации живой природы: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биосферный.

Вопросы после §4

1.Чем характеризуются биологические системы?

Ответ. Важными свойствами живых систем являются многоуровневость и иерархическая организация (от греч. hierarchia – порядок подчинения). Части биологических систем сами являются системами, состоящими, в свою очередь, из взаимосвязанных частей. Например, организм является частью популяции и может состоять из одной или множества клеток. На любом уровне каждая живая система уникальна и отличается от себе подобных.

Учёные на основании особенностей проявления свойств живого выделяют несколько уровней организации живой природы: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, экосистемный и биосферный. Однако не всегда можно выделить именно перечисленный набор уровней. Так, у одноклеточных организмов клеточный и организменный уровни совпадают. Иногда учёные выделяют дополнительные уровни, например тканевый, органный. Всем живым системам независимо от уровня организации присущи общие черты, а сами системы находятся в непрерывном взаимодействии. На каждом уровне вследствие объединения систем низшего уровня возникает определённое новое качество.

2. Какие уровни организации характерны для живой материи? На основании каких критериев они выделяются?

Ответ. Молекулярный уровень представлен молекулами органических веществ – белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, находящихся в клетках и получивших название биологических молекул. На молекулярном уровне исследуется роль этих важнейших биологических соединений в росте и развитии организмов, хранении и передаче наследственной информации, обмене веществ и превращении энергии в живых клетках и других явлениях.

Клеточный уровень представлен клетками. Это первый, начальный уровень организации живого, который обладает всеми свойствами живого. На этом уровне наука изучает вопросы морфологической организации клетки, специализации клеток в ходе развития, функций клеточной мембраны, механизмы деления клеток. Эти проблемы имеют очень важное значение, в том числе и практическое, особенно для медицины.

Организменный уровень может быть представлен как одноклеточными, так многоклеточными организмами. На этом уровне изучается организм как целое, со свойственными ему механизмами согласованного функционирования его органов в процессе жизнедеятельности, его адаптация и поведение в различных экологических условиях.

Популяционно-видовой уровень представлен популяциями видов и принципиально отличается от организменного. Продолжительность жизни любого организма определена генетически, популяция же при оптимальных условиях среды способна существовать неограниченно долго. На этом уровне изучают факторы, влияющие на динамику численности особей и возрастного состава популяций, проблемы сохранения исчезающих видов, действие факторов микроэволюции и т. д. Эти вопросы имеют важное хозяйственное значение, так как позволяют давать научно обоснованные рекомендации для поддержания оптимальной численности особей различных популяций в эксплуатируемых экосистемах.

Экосистемный уровень представлен системой популяций разных видов в их взаимосвязи между собой и окружающей средой. На этом уровне изучаются взаимоотношения организмов и среды, условия, определяющие продуктивность экосистем, их устойчивость, а также влияние на них деятельности человека.

Биосферный уровень – высшая форма организации живой материи, объединяющая все экосистемы планеты. В биосфере происходят глобальные биогеохимические циклы (круговороты веществ и потоки энергии). Изучение механизмов их протекания, а также влияния на них деятельности человека в настоящее время имеет первостепенное значение для предотвращения глобального экологического кризиса.

3. Какое практическое значение имеет изучение уровней организации живой материи?

Ответ. Уровни организации живой материи – это условное обозначение, принятое для классификации всех живых организмов на нашей планете. Живая природа Земли поистине разнообразна. Организмы могут принимать различные размеры: начиная от простейших и одноклеточных микробов, переходя к многоклеточным существам, и заканчивая самыми крупными животными на земле – китами. Эволюция на Земле происходила таким образом, что организмы развивались от простейших (в прямом смысле) к более сложным. Так, то возникая, то исчезая, новые виды совершенствовались в ходе эволюции, принимая все более причудливый облик.

Чтобы систематизировать это невероятное количество живых организмов, и были введены уровни организации живой материи. Дело в том, что, несмотря на различия во внешнем виде и в строении, все организмы живой природы имеют общие черты: они так или иначе состоят из молекул, имеют в своем составе повторяющиеся элементы, в том или ином смысле – общие функции органов; они питаются, размножаются, стареют и умирают. Иными словами, свойства живого организма, несмотря на внешние различия, схожи. Собственно, ориентируясь на эти данные, можно проследить, как проходила эволюция на нашей планете.

В зависимости от уровня организации жизни его изучает целый комплекс научных направлений, напрямую связанный с человеком и миром, которые его окружает, например биохимия, биофизика, молекулярная биология, молекулярная генетика, генная инженерия, цитология и другие.

► Докажите, что всем живым системам, независимо от уровня организации, присущи общие черты, а сами системы находятся в непрерывном взаимодействии. Покажите на примерах, что на каждом уровне организации живой материи возникает определенное новое качество.

Ответ. При всей специфичности биосистем разных уровней, для них можно выделить ряд общих свойств. Назовем некоторые из них. Определенный состав и упорядоченность. Все биосистемы характеризуются высокой упорядоченностью, которая может поддерживаться только благодаря протекающим в них процессам. В состав всех биосистем, лежащих выше молекулярного уровня, входят определенные органические вещества, некоторые неорганические соединения, а также большое количество воды. Упорядоченность клетки проявляется в том, что для нее характерен определенный набор клеточных компонентов, а упорядоченность биогеоценоза – в том, что в его состав входят определенные функциональные группы организмов и связанная с ними неживая среда

Что касается появления новых качеств на более высоких уровней организации живой материи можно привести следующие примеры. Демографическая структура популяции отсутствует на уровне отдельного организма, а феномен человеческого сознания отсутствует на уровне отдельных структур мозга. Феномен жизни возникает на клеточном уровне, а феномен потенциального «бессмертия» – на популяционном. Специфика биогеоценотического уровня связана с составом его компонентов и круговоротом веществ (сопровождающимся потоками энергии и информации), а биосферного уровня – с замкнутостью круговоротов веществ.

УДК :57 ББК 28.0я72 З-38

УДК 373.167.1:57 ББК 28.0я72 З-38 Условные знаки: личностные качества; метапредметные результаты. З-38 Захаров, В. Б. Биология : Многообразие живых организмов. Бактерии, грибы, растения. 7 класс : рабочая тетрадь к учебнику Н. И. Сонина, В. Б. Захарова «Биология. Многообразие живых организмов. Бактерии, грибы, растения. 7 класс» / В. Б. Захаров, Н. И. Сонин. 4-е изд., стереотип. М. : Дрофа, 2018. 79, [1] с. : ил. ISBN 978-5-358-19870-8 Предлагаемая тетрадь часть учебного комплекса к учебнику Н. И. Сонина, В. Б. Захарова «Биология. Многообразие живых организмов. Бактерии, грибы, растения. 7 класс». Специальными знаками отмечены задания, направленные на формирование метапредметных умений (планировать деятельность, выделять различные признаки, сравнивать, классифицировать и др.) и личностных качеств учеников. Материал в тетради расположен в той же последовательности, что и в учебнике. В конце каждого раздела помещена рубрика «Тренировочные задания», вопросы которой составлены по форме и с учетом требований ЕГЭ. Работа с тетрадью поможет учащимся лучше освоить содержание курса. Учебник соответствует Федеральному образовательному стандарту основного общего образования. Помимо тетради в состав УМК входят электронное приложение, методическое пособие, рабочая программа. Бесплатный доступ к рабочей программе можно получить на сайте drofa-ventana.ru. УДК 373.167.1:57 ББК 28.0я72 ISBN 978-5-358-19870-8 ООО «ДРО ФА», 2014

Содержание От клетки до биосферы 4 Ч. Дарвин и происхождение видов 6 История развития жизни на Земле 9 Что такое систематика 10 Тренировочные задания 12 Ч а с т ь 1 Царство Бактерии 15 Тренировочные задания 18 Ч а с т ь 2 Царство Грибы 20 Группа Лишайники 26 Тренировочные задания 29 Ч а с т ь 3 Царство Растения 31 Низшие растения 32 Группа отделов Водоросли 32 Тренировочные задания 38 Высшие растения 40 Споровые растения 40 Отдел Моховидные 40 Споровые сосудистые растения 46 Отдел Плауновидные 46 Отдел Хвощевидные 47 Отдел Папоротниковидные 49 Тренировочные задания 52 Семенные растения 54 Отдел Голосеменные растения 54 Тренировочные задания 58 Отдел Покрытосеменные (Цветковые) растения 60 Тренировочные задания 71 Ч а с т ь 4 Растения и окружающая среда 74 Растительное сообщество 74 Растения и человек 76 Охрана растений и растительных сообществ 77 Тренировочные задания 79 3

От клетки до биосферы 1. Дайте определения. Биология это Зоология это 2. Впишите в строчки уровни организации живой материи, начиная с самого простого. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 3. Перечислите основные признаки живого и дайте их характеристику. 4

4. Объясните, почему биосфера является глобальной экосистемой. 5. Дайте определения. Популяция это Биоценоз это Экосистема это 6. Проанализируйте понятия в задании 5. Чем они отличаются? 5

7. Вставьте пропущенные буквы в слова. Составьте с каждым из этих слов по одному предложению. Би..сфера, б..ок..сное вещество,..тмосф..ра, гидр..сфера. Ч. Дарвин и происхождение видов 8. Перечислите имена известных вам учёных, которые внесли большой вклад в развитие биологии. К следующему уроку подготовьте сообщение об одном из перечисленных учёных. 9. Дайте определения. Эволюция это Наследственность это 6

Изменчивость это 10. Дополните предложения. изменчивость появление у отдельных особей новых, которые у их предков и которые передаются следующим поколениям. изменчивость возникает под влиянием, но эти изменения не передаются. 11. Приведите примеры. Наследственная изменчивость: Ненаследственная изменчивость: 12. Дайте определения. Искусственный отбор это Борьба за существование это Естественный отбор это 7

13. Перечислите результаты эволюции. 14. Сделайте вывод о значении эволюционного учения Ч. Дарви на для развития биологии. 15. Вставьте пропущенные буквы в слова. Составьте с каждым из этих слов по одному предложению. Эв..люция, наследств..нность, изменч..вость, иску..твенный отбор, естеств..нный отбор, к..нкуренц..я. 16. Используя дополнительную литературу, подготовьте сообщение на тему «Основные страницы биографии великого английского учёного Ч. Дарвина». Составьте план сообщения, укажите источники информации. 8

История развития жизни на Земле 17. Дайте определение. Палеонтология это 18. Используя геохронологическую таблицу истории Земли на с. 14 15 учебника, нарисуйте схемы развития растительного и животного мира в палеозойскую эру. 9

Уровни организации жизни

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).

3. Уровни организации живой материи. Методы биологии

3. Уровни организации живой материи. Методы биологии

Вспомните!

Какие уровни организации живой материи вам известны?

Какие вы знаете методы научных исследований?

Уровни организации живой материи. Окружающий нас мир живых существ – это совокупность биологических систем разной степени сложности, образующих единую иерархическую структуру. Причём следует отчётливо представлять, что взаимосвязь отдельных биологических систем, принадлежащих к одному уровню организации, формирует качественно новую систему. Одна клетка и множество клеток, один организм и группа организмов – разница не только в количестве. Совокупность клеток, обладающих общим строением и функцией, – это качественно новое образование – ткань. Группа организмов – это семья, стая, популяция, т. е. система, обладающая совершенно иными свойствами, нежели простое механическое суммирование свойств нескольких особей.

В процессе эволюции происходило постепенное усложнение организации живой материи. При образовании более сложного уровня предыдущий уровень, возникший ранее, входил в него как составная часть. Именно поэтому уровневая организация и эволюция являются отличительными признаками живой природы. В настоящее время жизнь как особая форма существования материи представлена на нашей планете несколькими уровнями организации (рис. 4).

Молекулярно-генетический уровень. Как бы сложно ни была организована любая живая система, в её основе лежит взаимодействие биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, углеводов, а также других органических и неорганических веществ. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: кодирование и передача наследственной информации, обмен веществ, превращение энергии.

Клеточный уровень. Клетка – это структурно-функциональная единица всего живого. Существование клетки лежит в основе размножения, роста и развития живых организмов. Вне клетки жизни нет, а существование вирусов только подтверждает это правило, потому что они могут реализовывать свою наследственную информацию только в клетке.

Рис. 4. Уровни организации живой материи

Тканевый уровень. Ткань – это совокупность клеток и межклеточного вещества, объединённых общностью происхождения, строения и выполняемой функции. В животных организмах выделяют четыре основных типа ткани: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. В растениях различают образовательные, покровные, проводящие, механические, основные и выделительные (секреторные) ткани.

Органный уровень. Орган – это обособленная часть организма, имеющая определённую форму, строение, расположение и выполняющая конкретную функцию. Орган, как правило, образован несколькими тканями, среди которых одна (две) преобладает.

Организменный (онтогенетический) уровень. Организм – это целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован, как правило, совокупностью тканей и органов. Существование организма обеспечивается путём поддержания гомеостаза (постоянства структуры, химического состава и физиологических параметров) в процессе взаимодействия с окружающей средой.

Популяционно-видовой уровень. Популяция – совокупность особей одного вида, в течение длительного времени проживающих на определённой территории, внутри которой осуществляется в той или иной степени случайное скрещивание и нет существенных внутренних изоляционных барьеров; она частично или полностью изолирована от других популяций данного вида.

Вид – совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Все особи одного вида имеют одинаковый кариотип, сходное поведение и занимают определённый ареал.

На этом уровне осуществляется процесс видообразования, который происходит под действием эволюционных факторов.

Биогеоценотический (экосистемный) уровень. Биогеоценоз – исторически сложившаяся совокупность организмов разных видов, взаимодействующая со всеми факторами их среды обитания. В биогеоценозах осуществляется круговорот веществ и энергии.

Биосферный (глобальный) уровень. Биосфера – биологическая система высшего ранга, охватывающая все явления жизни в атмосфере, гидросфере и литосфере. Биосфера объединяет все биогеоценозы (экосистемы) в единый комплекс. В ней происходят все вещественно – энергетические круговороты, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.

Таким образом, жизнь на нашей планете представлена саморегулирующимися и самовоспроизводящимися системами различного ранга, открытыми для вещества, энергии и информации. Происходящие в них процессы жизнедеятельности и развития обеспечивают существование и взаимодействие этих систем.

На каждом уровне организации живой материи существуют свои специфические особенности, поэтому в любых биологических исследованиях, как правило, какой-то определённый уровень является ведущим. Так, например, механизмы деления клетки изучают на клеточном уровне, а основные успехи в области генной инженерии достигнуты на молекулярно-генетическом. Но такое разделение проблем по уровням организации является весьма условным, потому что большинство задач биологии так или иначе касаются одновременно нескольких уровней, а порой и всех сразу. Например, проблемы эволюции затрагивают все уровни организации, а методы генной инженерии, реализуемые на молекулярно-генетическом уровне, направлены на изменение свойств всего организма.

Методы познания живой природы. Исследуя системы разной степени сложности, биология использует разнообразные методы и приёмы. Одним из наиболее древних является метод наблюдения, на котором основывается описательный метод. Сбор фактического материала и его описание были основными приёмами исследования на раннем этапе развития биологии. Но и в настоящее время они не утратили своего значения. Эти методы широко используют зоологи, ботаники, микологи, экологи и представители многих других биологических специальностей.

В XVIII в. в биологии стал широко применяться сравнительный метод, который позволял в процессе сопоставления объектов выявлять сходства и различия организмов и их частей. Благодаря этому методу были заложены основы систематики растений и животных, создана клеточная теория. Применение этого метода в анатомии, эмбриологии, палеонтологии способствовало утверждению в биологии эволюционной теории развития.

Исторический метод позволяет сравнить существующие факты с данными, известными ранее, выявить закономерности появления и развития организмов, усложнения их структуры и функций.

Огромное значение для развития биологии имел экспериментальный метод, его первое применение связывают с именем римского врача Галена (II в. н. э.). Гален впервые продемонстрировал участие нервной системы в организации поведения и в работе органов чувств. Однако широко использоваться этот метод начал лишь с XIX в. Классическим образцом применения экспериментального метода являются работы И. М. Сеченова по физиологии нервной деятельности и Г. Менделя по изучению наследования признаков.

В настоящее время биологи всё чаще используют метод моделирования, позволяющий воспроизвести такие экспериментальные условия, которые в реальности воссоздать порой не представляется возможным. С помощью компьютерного моделирования, например, можно рассчитать последствия постройки плотины для определённой экосистемы или воссоздать эволюцию определённого вида живых организмов. Меняя параметры, можно выбрать оптимальный путь развития агроценоза или подобрать наиболее безопасное сочетание лекарственных препаратов при лечении конкретного заболевания.

Любое научное исследование, использующее разные методы, состоит из нескольких этапов. Сначала в результате наблюдений собирают данные – факты, на основе которых выдвигают гипотезу. Для того чтобы оценить верность этой гипотезы, осуществляют серии экспериментов с целью получения новых результатов. Если гипотеза подтверждается, она может стать теорией, включающей в себя определённые правила и законы.

При решении биологических задач используют самую разнообразную технику: световые и электронные микроскопы, центрифуги, химические анализаторы, термостаты, компьютеры и множество других современных приборов и инструментов.

Настоящую революцию в биологических исследованиях произвело появление электронного микроскопа, в котором вместо светового пучка используют пучок электронов. Разрешающая способность такого микроскопа в 100 раз выше, чем светового.

Одним из видов электронного микроскопа является сканирующий. В нём электронный луч не проходит через образец, а отражается от него и преобразуется в изображение на телеэкране. Это позволяет получать трёхмерное изображение исследуемого объекта.

Вопросы для повторения и задания

1. Как вы считаете, почему необходимо выделять различные уровни организации живой материи?

2. Перечислите и охарактеризуйте уровни организации живой материи.

3. Назовите биологические макромолекулы, входящие в состав живых систем.

4. Как проявляются свойства живого на различных уровнях организации?

5. Какие методы исследования живой материи вы знаете?

6. Может ли многоклеточный организм не иметь тканей и органов? Если вы считаете, что может, приведите примеры таких организмов.

Рис. 5. Амёба под микроскопом

Подумайте! Выполните!

1. Выделите основные признаки понятия «биологическая система».

2. Согласны ли вы с тем, что описательный период в биологии продолжается и в XXI в.? Ответ обоснуйте.

3. Рассмотрите рис. 5. Определите, какое изображение было получено при помощи световой микроскопии, какое – при помощи электронной, а какое – результат использования сканирующего микроскопа. Объясните свой выбор.

4. Из предыдущих курсов биологии, физики, химии или других предметов вспомните какую-нибудь хорошо известную вам теорию (закон или правило). Попробуйте описать основные этапы её (его) формирования.

5. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, подготовьте презентацию или красочный стенд на тему «Современное научное оборудование и его роль в решении биологических задач». С каким оборудованием вы уже познакомились при изучении курса «Человек и его здоровье»? Для каких целей его используют? Можно ли медицинское оборудование считать биологическим? Объясните свою точку зрения.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Повторите и вспомните!

Растения

Появление тканей и органов растений. Появление тканей и органов в эволюции растений было связано с выходом на сушу. У водорослей отсутствуют органы и специализированные ткани, так как все их клетки находятся в одинаковых условиях (температурный режим, освещённость, минеральное питание, газообмен). Каждая клетка водоросли обычно содержит хлоропласты и способна к фотосинтезу.

Однако, выйдя на сушу, предки современных высших растений попали в совершенно иные условия: кислород, необходимый для дыхания, и углекислый газ, используемый для фотосинтеза, растения должны были получать из воздуха, а воду – из почвы. Новая среда обитания не была однородной. Возникли проблемы, которые надо было решать: защита от высыхания, поглощение воды из почвы, создание механической опоры, сохранение спор. Существование растений на границе двух сред – почвы и воздуха – привело к возникновению полярности: нижняя часть растения, погружаясь в почву, поглощала воду с растворёнными в ней минеральными веществами, верхняя часть, оставаясь на поверхности, активно фотосинтезировала и обеспечивала всё растение органическими веществами. Так появились два основных вегетативных органа современных высших растений – корень и побег.

Такое расчленение тела растений на отдельные органы, усложнение их структуры и функций происходило постепенно в процессе длительной эволюции растительного мира и сопровождалось усложнением тканевой организации.

Первой появилась покровная ткань, обеспечившая защиту растения от высыхания и повреждений. Подземная и наземная части растения должны были иметь возможность обмениваться различными веществами. Вода с растворёнными в ней минеральными солями поднималась вверх из почвы, а органические вещества перемещались вниз, к подземным частям растения, не способным к фотосинтезу. Это требовало развития проводящих тканей – ксилемы и флоэмы. В воздушной среде надо было противостоять силам гравитации, выдерживать порывы ветра – это потребовало развития механической ткани.

У высших растений различают вегетативные и генеративные (репродуктивные) органы. Вегетативными органами высших растений являются корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Вегетативные органы обеспечивают фотосинтез и дыхание, рост и развитие, поглощение и проведение в теле растения воды и растворённых в ней минеральных солей, транспорт органических веществ, а также участвуют в вегетативном размножении.

Генеративные органы – это спорангии, спороносные колоски, шишки и цветки, образующие плоды и семена. Они появляются в определённые периоды жизни и выполняют функции, связанные с размножением растений.

Человек

Методы изучения человека. Одним из первых анатомических методов, начиная с эпохи Возрождения, был метод аутопсии (вскрытия трупов). Однако в настоящее время существует множество методов, которые позволяют изучать организм прижизненно: рентгеноскопия, ультразвуковое исследование, магнитно-резонансная томография и многие другие.

Основу всех физиологических методов составляют наблюдения и эксперименты. Современные физиологи успешно применяют разнообразные инструментальные методы. Электрокардиограмма сердца, электроэнцефалограмма головного мозга, термография (получение теплофотографий), радиография (введение в организм радиометки), разнообразные эндоскопии (осмотры внутренних органов при помощи специальных приборов – эндоскопов) помогают специалистам не только изучать работу организма, но и на ранних стадиях выявлять заболевания и нарушения в работе органов. Многое о состоянии здоровья человека может сказать его артериальное давление, анализ крови и мочи.

Основными методами психологии являются наблюдения, анкетирование, эксперимент.

Гигиена, наряду с методами, используемыми в других науках, имеет свои специфические методы исследования: эпидемиологический, санитарного обследования, санитарной экспертизы, санитарного просвещения и некоторые другие.

Ваша будущая профессия

1. Оцените роль науки в жизни каждого человека и общества в целом. Напишите эссе по данной теме. Обсудите в классе, существует ли в настоящее время профессиональная деятельность, на которую не влияет развитие науки.

2. Оцените значение информации в современном обществе. Какова роль информации в успешном профессиональном росте? Раскройте смысл высказывания премьер-министра Великобритании Уинстона Черчилля (1874–1965) «Кто владеет информацией – тот владеет миром».

3. Попробуйте смоделировать ситуации, в которых вам могут пригодиться знания, полученные при изучении этой главы.

4. Специальность – комплекс приобретённых путём специальной подготовки и опыта работы знаний, умений и навыков, необходимых для определённого вида деятельности в рамках той или иной профессии. Профессия – социально значимый род занятий человека, вид его деятельности. Определите, что из ниже приведённого списка относится к специальности, а что – к профессии: биология, инженер-эколог, биотехнолог, экология, генный инженер, молекулярный биолог. Аргументируйте свой выбор.

5. Какую специальность вы планируете приобрести в ходе дальнейшего обучения? Определились ли вы уже с выбором профессии?

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Тем и понятий биологии

Свойства жизни

Ключевые характеристики или функции живых существ - это порядок, стимулы, размножение, рост / развитие, регуляция, гомеостаз и энергия.

Цели обучения

Опишите свойства жизни

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Порядок может включать в себя высокоорганизованные структуры, такие как клетки, ткани, органы и системы органов.
  • Взаимодействие с окружающей средой проявляется в ответ на раздражители.
  • Способность воспроизводить, расти и развиваться - определяющие черты жизни.
  • Концепции биологической регуляции и поддержания гомеостаза являются ключом к выживанию и определяют основные свойства жизни.
  • Организмы используют энергию для поддержания своих метаболических процессов.
  • Популяции организмов развиваются, чтобы произвести индивидуумов, адаптированных к своей конкретной среде.
Ключевые термины
  • фототаксис : Движение организма к источнику света или от него
  • ген : единица наследственности; функциональные единицы хромосом, которые определяют конкретные характеристики путем кодирования определенных белков
  • хемотаксис : движение клетки или организма в ответ на химический стимулятор

Многоклеточные организмы : Жаба представляет собой высокоорганизованную структуру, состоящую из клеток, тканей, органов и систем органов.

Свойства жизни

Все живые организмы обладают несколькими ключевыми характеристиками или функциями: порядок, чувствительность или реакция на окружающую среду, размножение, рост и развитие, регуляция, гомеостаз и переработка энергии. Вместе эти восемь характеристик определяют жизнь.

Заказать

Организмы - это высокоорганизованные, скоординированные структуры, состоящие из одной или нескольких клеток. Даже очень простые одноклеточные организмы чрезвычайно сложны: внутри каждой клетки атомы составляют молекулы; они, в свою очередь, составляют клеточные органеллы и другие клеточные включения.В многоклеточных организмах подобные клетки образуют ткани. Ткани, в свою очередь, вместе создают органы (структуры тела с определенной функцией). Органы работают вместе, образуя системы органов.

Реакция на стимулы : Листья этого чувствительного растения (Mimosa pudica) мгновенно опадают и складываются при прикосновении. Через несколько минут растение приходит в норму.

Чувствительность или реакция на стимулы

Организмы могут реагировать на различные раздражители. Например, растения могут расти к источнику света, взбираться на заборы и стены или реагировать на прикосновения.Даже крошечные бактерии могут двигаться к химическим веществам или от них (процесс, называемый хемотаксисом) или свету (фототаксис). Движение к стимулу считается положительной реакцией, а движение от стимула - отрицательной.

Репродукция

Одноклеточные организмы размножаются путем первого дублирования своей ДНК. Затем они делят его поровну, поскольку клетка готовится к делению с образованием двух новых клеток. Многоклеточные организмы часто производят специализированные репродуктивные клетки зародышевой линии, из которых формируются новые особи.Когда происходит размножение, гены, содержащие ДНК, передаются потомству организма. Эти гены гарантируют, что потомство будет принадлежать к одному виду и иметь схожие характеристики, такие как размер и форма.

Размножение : Хотя нет двух одинаковых котят, эти котята унаследовали гены от обоих родителей и обладают многими схожими характеристиками.

Рост и развитие

Все организмы растут и развиваются в соответствии с конкретными инструкциями, закодированными их генами.Эти гены предоставляют инструкции, которые будут управлять клеточным ростом и развитием, гарантируя, что детеныши вида вырастут и будут демонстрировать многие из тех же характеристик, что и его родители.

Постановление

Даже самые маленькие организмы сложны и требуют множества регуляторных механизмов для координации внутренних функций, реакции на раздражители и преодоления стрессов окружающей среды. Два примера внутренних функций, регулируемых в организме, - это транспорт питательных веществ и кровоток. Органы (группы тканей, работающих вместе) выполняют определенные функции, такие как перенос кислорода по всему телу, удаление отходов, доставка питательных веществ к каждой клетке и охлаждение тела.

Гомеостаз : Белые медведи (Ursus maritimus) и другие млекопитающие, живущие в покрытых льдом регионах, поддерживают температуру своего тела, выделяя тепло и уменьшая потери тепла через густой мех и плотный слой жира под кожей.

Гомеостаз

Для правильного функционирования клетки должны иметь соответствующие условия, такие как правильная температура, pH и соответствующая концентрация различных химических веществ. Однако эти условия могут меняться от одного момента к другому.Организмы способны поддерживать внутренние условия в узком диапазоне почти постоянно, несмотря на изменения окружающей среды, благодаря гомеостазу (буквально «устойчивое состояние») - способности организма поддерживать постоянные внутренние условия. Например, организму необходимо регулировать температуру тела с помощью процесса, известного как терморегуляция. Организмы, обитающие в холодном климате, такие как белый медведь, имеют структуру тела, которая помогает им выдерживать низкие температуры и сохранять тепло тела. Структуры, которые помогают в этом типе изоляции, включают мех, перья, жир и жир.В жарком климате у организмов есть методы (например, потоотделение у людей или одышка у собак), которые помогают им отводить избыточное тепло тела.

Обработка энергии : Калифорнийский кондор (Gymnogyps californianus) использует химическую энергию, полученную из пищи, для обеспечения полета.

Энергетика

Все организмы используют источник энергии для своей метаболической деятельности. Некоторые организмы улавливают энергию солнца и превращают ее в химическую энергию в пище; другие используют химическую энергию в молекулах, которые они принимают в пищу.

Адаптация у плоскохвостой рогатой ящерицы. : Эта ящерица демонстрирует сплющенное тело и окраску, которая помогает его замаскировать. Оба эти свойства являются адаптивными, помогая ей избегать хищников.

Evolution

По мере того, как популяция организмов взаимодействует с окружающей средой, особи с чертами, способствующими воспроизводству и выживанию в этой конкретной среде, оставляют больше потомства. Со временем эти полезные черты (так называемые адаптации) станут более распространенными среди населения.Этот процесс, изменяющийся во времени, называется эволюцией, и это один из процессов, которые объясняют разнообразие видов, наблюдаемых в биологии. Адаптации помогают организмам выжить в своих экологических нишах, и адаптивные черты могут быть структурными, поведенческими или физиологическими; как таковые адаптации часто связаны с другими свойствами организмов, такими как гомеостаз, размножение, рост и развитие.

Уровни организации живых существ

Биологические уровни организации варьируются от единственной органеллы до биосферы в высоко структурированной иерархии.

Цели обучения

Опишите биологические уровни организации от самого маленького до самого высокого уровня

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Атом - самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Связь по крайней мере двух атомов или более образуют молекулы.
  • Простейший уровень организации живых существ - это отдельная органелла, состоящая из агрегатов макромолекул.
  • Высший уровень организации живых существ - это биосфера; он охватывает все остальные уровни.
  • Биологические уровни организации живых существ, от простейшего до наиболее сложного, включают: органеллы, клетки, ткани, органы, системы органов, организмы, популяции, сообщества, экосистемы и биосфера.
Ключевые термины
  • молекула : мельчайшая частица определенного соединения, которая сохраняет химические свойства этого соединения; два или более атомов, удерживаемых вместе химическими связями.
  • макромолекула : очень большая молекула, особенно используемая в отношении крупных биологических полимеров (например,грамм. нуклеиновые кислоты и белки)
  • полимеризация : Химический процесс, обычно с помощью катализатора, с целью образования полимера путем связывания нескольких одинаковых звеньев (мономеров).

Уровни организации живых существ

Живые существа высокоорганизованы и структурированы в соответствии с иерархией, которую можно исследовать в масштабе от малого до большого. Атом - самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Он состоит из ядра, окруженного электронами.Атомы образуют молекулы, которые представляют собой химические структуры, состоящие по крайней мере из двух атомов, удерживаемых вместе одной или несколькими химическими связями. Многие молекулы, которые имеют биологическое значение, представляют собой макромолекулы, большие молекулы, которые обычно образуются в результате полимеризации (полимер - это большая молекула, которая образуется путем объединения более мелких звеньев, называемых мономерами, которые проще макромолекул). Примером макромолекулы является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая содержит инструкции по структуре и функционированию всех живых организмов.

ДНК : Все молекулы, включая эту молекулу ДНК, состоят из атомов.

От органелл к биосферам

Макромолекулы могут образовывать агрегаты внутри клетки, окруженные мембранами; их называют органеллами. Органеллы - это небольшие структуры, существующие внутри клеток. Примеры из них: митохондрии и хлоропласты, которые выполняют незаменимые функции. Митохондрии производят энергию для питания клетки, а хлоропласты позволяют зеленым растениям использовать энергию солнечного света для производства сахаров.Все живые существа состоят из клеток, и сама клетка является наименьшей фундаментальной единицей структуры и функций в живых организмах. (Это требование является причиной того, почему вирусы не считаются живыми: они не состоят из клеток. Чтобы создать новые вирусы, они должны вторгнуться и захватить репродуктивный механизм живой клетки; только тогда они могут получить материалы, необходимые для воспроизводства.) Некоторые организмы состоят из одной клетки, а другие являются многоклеточными. Клетки подразделяются на прокариотические и эукариотические.Прокариоты - это одноклеточные или колониальные организмы, не имеющие ядер, связанных с мембраной; напротив, клетки эукариот действительно имеют мембраносвязанные органеллы и мембраносвязанное ядро.

В более крупных организмах клетки объединяются в ткани, которые представляют собой группы похожих клеток, выполняющих аналогичные или связанные функции. Органы - это совокупность тканей, сгруппированных вместе, выполняющих общую функцию. Органы есть не только у животных, но и у растений. Система органов - это более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов.У млекопитающих много систем органов. Например, кровеносная система транспортирует кровь по телу в легкие и из них; он включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды. Более того, организмы - это индивидуальные живые существа. Например, каждое дерево в лесу - это организм. Одноклеточные прокариоты и одноклеточные эукариоты также считаются организмами и обычно называются микроорганизмами.

Все особи вида, живущие на определенной территории, вместе называются популяцией.Например, в лесу может быть много сосен. Все эти сосны представляют собой популяцию сосен в этом лесу. На одной и той же территории могут проживать разные группы населения. Например, сосновый лес включает популяции цветковых растений, а также популяции насекомых и микробов. Сообщество - это сумма популяций, населяющих определенную территорию. Например, все деревья, цветы, насекомые и другие популяции в лесу образуют лесное сообщество. Сам лес - это экосистема.Экосистема состоит из всех живых существ в определенной области вместе с абиотическими, неживыми частями этой среды, такими как азот в почве или дождевая вода. На самом высоком уровне организации биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет собой зоны жизни на Земле. Он включает землю, воду и даже в определенной степени атмосферу. Взятые вместе, все эти уровни составляют биологические уровни организации, которые варьируются от органелл до биосферы.

Биологические уровни организации : Биологические уровни организации живых существ следуют иерархии, подобной показанной. От отдельной органеллы до всей биосферы живые организмы являются частью высоко структурированной иерархии.

Разнообразие жизни

Разнообразие жизни можно классифицировать по трем основным областям (бактерии, эукарии и археи) с использованием филогенетических деревьев.

Цели обучения

Признать три основных домена, используемых для классификации

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Три основных домена жизни включают в себя: домен бактерий, домен эукарии и домен архей.
  • Доменные бактерии
  • и доменные археи включают прокариотические клетки, у которых отсутствуют заключенные в мембраны ядра и органеллы.
  • Домен
  • Eukarya включает эукариот и более сложные организмы, содержащие мембраносвязанные ядра и органеллы.
  • Карл Вёзе определил археи как новую область и построил филогенетическое древо жизни, которое показывает разделение всех живых организмов.
  • Филогенетическое древо жизни было построено Карлом Вёзе с использованием данных секвенирования генов рибосомной РНК.Таким образом, генетическая классификация превзошла морфологическую каталогизацию, которая была традиционным способом организации живых существ.
Ключевые термины
  • Филогения : эволюционная история организма
  • экстремофил : организм, живущий в экстремальных условиях температуры, солености и т.д .; коммерчески важен как источник ферментов, работающих в аналогичных условиях
  • ДНК : биополимер дезоксирибонуклеиновых кислот (тип нуклеиновой кислоты), который имеет четыре различные химические группы, называемые основаниями: аденин, гуанин, цитозин и тимин

Разнообразие жизни

Тот факт, что биология имеет такую ​​широкую сферу применения как наука, имеет отношение к огромному разнообразию жизни на Земле.Источником этого разнообразия является эволюция, процесс постепенного изменения, в ходе которого новые виды возникают из более старых. Эволюционные биологи изучают эволюцию живых существ во всем, от микроскопического мира до экосистем.

Эволюция различных форм жизни на Земле может быть представлена ​​в виде филогенетического дерева с использованием филогении. Филогенетическое дерево - это диаграмма, показывающая эволюционные отношения между биологическими видами, основанные на сходстве и различии генетических или физических признаков или того и другого.Филогенетическое дерево состоит из узлов и ветвей. Внутренние узлы представляют предков и являются точками эволюции, когда на основании научных данных считается, что предок разделился и образовал два новых вида. Длина каждой ветви пропорциональна времени, прошедшему с момента разделения.

Филогенетическое древо жизни : это филогенетическое древо было построено микробиологом Карлом Вёзе с использованием данных, полученных при секвенировании генов рибосомной РНК. Дерево показывает разделение живых организмов на три области: бактерии, археи и эукарии.Бактерии и археи - это прокариоты, одноклеточные организмы, лишенные внутриклеточных органелл.

Карл Вёзе и филогенетическое древо

В прошлом биологи сгруппировали живые организмы в пять царств: животные, растения, грибы, простейшие и бактерии. Организационная схема была основана в основном на физических характеристиках, в отличие от физиологии, биохимии или молекулярной биологии, которые используются современной систематикой. Новаторская работа американского микробиолога Карла Вёза в начале 1970-х годов показала, однако, что жизнь на Земле развивалась по трем линиям, которые теперь называются областями - бактерии, археи и эукарии.Первые два - это прокариотические клетки с микробами, у которых отсутствуют заключенные в мембраны ядра и органеллы. Третий домен содержит эукариоты и включает одноклеточные микроорганизмы вместе с четырьмя исходными царствами (за исключением бактерий). Вёзе определил архей как новый домен, и это привело к созданию нового таксономического дерева. Многие организмы, принадлежащие к домену архей, живут в экстремальных условиях и называются экстремофилами. Чтобы построить свое дерево, Вёзе использовал генетические отношения, а не сходства, основанные на морфологии (форме).

Дерево Вёзе было построено на основе сравнительного секвенирования генов, которые универсально распределены, присутствуют в каждом организме и сохраняются (это означает, что эти гены практически не изменились на протяжении всей эволюции). Подход Вёзе был революционным, потому что сравнения физических характеристик недостаточно, чтобы различать прокариот, которые кажутся довольно похожими, несмотря на их огромное биохимическое разнообразие и генетическое разнообразие. Сравнение гомологичных последовательностей ДНК и РНК предоставило Вёзе чувствительное устройство, которое выявило обширную изменчивость прокариот и оправдало разделение прокариот на два домена: бактерии и археи.ДНК, универсальный генетический материал, содержит инструкции по структуре и функциям всех живых организмов и может быть разделена на гены, экспрессия которых варьируется между организмами. РНК, которая транскрибируется с ДНК, также варьируется между организмами в зависимости от экспрессии конкретных генов. Таким образом, изучение различий на этом молекулярном уровне позволяет более точно описать существующее разнообразие.

1.2B: Уровни организации живых существ

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. От органелл к биосферам
  2. Ключевые моменты
  3. Ключевые термины

Цели обучения

  • Опишите биологические уровни организации от самого малого до самого высокого уровня.

Живые существа высокоорганизованы и структурированы в соответствии с иерархией, которую можно исследовать в масштабе от малого до большого.Атом - самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Он состоит из ядра, окруженного электронами. Атомы образуют молекулы, которые представляют собой химические структуры, состоящие по крайней мере из двух атомов, удерживаемых вместе одной или несколькими химическими связями. Многие молекулы, которые имеют биологическое значение, представляют собой макромолекулы, большие молекулы, которые обычно образуются в результате полимеризации (полимер - это большая молекула, которая образуется путем объединения более мелких звеньев, называемых мономерами, которые проще макромолекул). Примером макромолекулы является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая содержит инструкции по структуре и функционированию всех живых организмов.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): ДНК : Все молекулы, включая эту молекулу ДНК, состоят из атомов.

От органелл к биосферам

Макромолекулы могут образовывать агрегаты внутри клетки, окруженные мембранами; их называют органеллами. Органеллы - это небольшие структуры, существующие внутри клеток. Примеры из них: митохондрии и хлоропласты, которые выполняют незаменимые функции. Митохондрии производят энергию для питания клетки, а хлоропласты позволяют зеленым растениям использовать энергию солнечного света для производства сахаров.Все живые существа состоят из клеток, и сама клетка является наименьшей фундаментальной единицей структуры и функций в живых организмах. (Это требование является причиной того, почему вирусы не считаются живыми: они не состоят из клеток. Чтобы создать новые вирусы, они должны вторгнуться и захватить репродуктивный механизм живой клетки; только тогда они могут получить материалы, необходимые для воспроизводства.) Некоторые организмы состоят из одной клетки, а другие являются многоклеточными. Клетки подразделяются на прокариотические и эукариотические.Прокариоты - это одноклеточные или колониальные организмы, не имеющие ядер, связанных с мембраной; напротив, клетки эукариот действительно имеют мембраносвязанные органеллы и мембраносвязанное ядро.

В более крупных организмах клетки объединяются в ткани, которые представляют собой группы похожих клеток, выполняющих аналогичные или связанные функции. Органы - это совокупность тканей, сгруппированных вместе, выполняющих общую функцию. Органы есть не только у животных, но и у растений. Система органов - это более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов.У млекопитающих много систем органов. Например, кровеносная система транспортирует кровь по телу в легкие и из них; он включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды. Более того, организмы - это индивидуальные живые существа. Например, каждое дерево в лесу - это организм. Одноклеточные прокариоты и одноклеточные эукариоты также считаются организмами и обычно называются микроорганизмами.

Все особи вида, живущие на определенной территории, вместе называются популяцией.Например, в лесу может быть много сосен. Все эти сосны представляют собой популяцию сосен в этом лесу. На одной и той же территории могут проживать разные группы населения. Например, сосновый лес включает популяции цветковых растений, а также популяции насекомых и микробов. Сообщество - это сумма популяций, населяющих определенную территорию. Например, все деревья, цветы, насекомые и другие популяции в лесу образуют лесное сообщество. Сам лес - это экосистема.Экосистема состоит из всех живых существ в определенной области вместе с абиотическими, неживыми частями этой среды, такими как азот в почве или дождевая вода. На самом высоком уровне организации биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет собой зоны жизни на Земле. Он включает землю, воду и даже в определенной степени атмосферу. Взятые вместе, все эти уровни составляют биологические уровни организации, которые варьируются от органелл до биосферы.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Биологические уровни организации : Биологические уровни организации живых существ следуют иерархии, подобной показанной. От отдельной органеллы до всей биосферы живые организмы являются частью высоко структурированной иерархии.

Ключевые моменты

  • Атом - самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Связь по крайней мере двух атомов или более образуют молекулы.
  • Простейший уровень организации живых существ - это отдельная органелла, состоящая из агрегатов макромолекул.
  • Высший уровень организации живых существ - это биосфера; он охватывает все остальные уровни.
  • Биологические уровни организации живых существ, от простейшего до наиболее сложного, включают: органеллы, клетки, ткани, органы, системы органов, организмы, популяции, сообщества, экосистемы и биосфера.

Ключевые термины

  • молекула : мельчайшая частица определенного соединения, которая сохраняет химические свойства этого соединения; два или более атомов, удерживаемых вместе химическими связями.
  • макромолекула : очень большая молекула, особенно используемая в отношении крупных биологических полимеров (например, нуклеиновых кислот и белков)
  • полимеризация : Химический процесс, обычно с помощью катализатора, с целью образования полимера путем связывания нескольких одинаковых звеньев (мономеров).

1.7: Организация живых существ

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Уровни организации
    1. Разнообразие жизни
  2. Резюме
  3. Установление связей
  4. Узнать больше
  5. Обзор

Организация живых существ. Что это значит?

Мы знаем, что все начинается с ячейки. А у некоторых видов заканчивается клеткой. Но для других клетки объединяются, чтобы сформировать ткани, ткани образуют органы, органы образуют системы органов, а системы органов объединяются, чтобы сформировать организм.

Уровни организации

Живой мир можно разделить на разные уровни. Например, многие индивидуальные организмы можно разделить на следующие уровни:

  • Клетка : основная единица структуры и функций всех живых существ.
  • Ткань : Группа однотипных клеток.
  • Орган : Структура, состоящая из одного или нескольких типов тканей. Ткани органа работают вместе, чтобы отдать аромат определенной функции. Человеческие органы включают мозг, желудок, почки и печень. Органы растений включают корни, стебли и листья.
  • Система органов : Группа органов, которые работают вместе для выполнения определенной функции. Примеры систем органов человека включают скелетную, нервную и репродуктивную системы.
  • Организм : Отдельное живое существо, которое может состоять из одной или нескольких систем органов.

Примеры этих уровней организации показаны на рис. ниже.

Индивидуальная мышь состоит из нескольких систем органов. Показанная здесь система - это пищеварительная система, которая расщепляет пищу в той форме, которую могут использовать клетки. Один из органов пищеварительной системы - желудок. Желудок, в свою очередь, состоит из разных типов тканей.Каждый тип ткани состоит из клеток одного типа.

Существуют также уровни организации над индивидуальным организмом. Эти уровни показаны на рис. ниже.

  • Организмы одного вида, обитающие на той же территории, составляют населения . Например, все золотые рыбки, обитающие в одном районе, составляют популяцию золотых рыбок.
  • Все группы населения, проживающие в одном районе, составляют сообщество .Сообщество, включающее популяцию золотых рыбок, также включает популяции других рыб, кораллов и других организмов.
  • Экосистема состоит из всех живых существ ( биотических факторов, ) в данной области вместе с неживой окружающей средой ( абиотических факторов, ). Неживая среда включает воду, солнечный свет, почву и другие физические факторы.
  • Группа подобных экосистем с одинаковым общим типом физической среды называется биомом .
  • Биосфера - это часть Земли, где существует вся жизнь, включая всю землю, воду и воздух, где можно найти живые существа. Биосфера состоит из множества различных биомов.

На этом рисунке показаны уровни организации в природе, от отдельного организма до биосферы.

Разнообразие жизни

Жизнь на Земле очень разнообразна. Разнообразие живых существ называется биоразнообразием . Мерой биоразнообразия Земли является количество различных видов организмов, обитающих на Земле.Сегодня на Земле обитает не менее 10 миллионов различных видов. Обычно они группируются в шесть разных королевств. Примеры организмов в каждом царстве показаны на рис. ниже.

Разнообразие жизни от архебактерий до растений и животных.

Резюме

  • Многие отдельные организмы можно разделить на следующие уровни: клетки, ткани, органы и системы органов.
  • Экосистема состоит из всех популяций в данной области вместе с неживой окружающей средой.
  • Биосфера - это часть Земли, где существует вся жизнь.
  • Разнообразие живых существ называется биоразнообразием.

Узнать больше

Используйте этот ресурс, чтобы ответить на следующие вопросы.

  • Уровни организации на utahscience.oremjr.alpine.k12 ... r / levelorg.htm.
  1. Перечислите уровни организации, от самого простого до самого сложного.
  2. Что такое клетки?
  3. Что такое ткани? Какие основные ткани у человека?
  4. Что такое системы органов?
  5. Сколько систем органов в организме человека?
  6. Организмы могут выполнять все основные жизненные процессы.Объясни это предложение.

Обзор

  1. Опишите уровни организации сложного многоклеточного организма, такого как мышь, начиная с клетки.
  2. Объясните, чем население отличается от сообщества.
  3. Что такое экосистема?
  4. Приведите три примера неживой среды.
  5. Что такое биоразнообразие?

уровней организации живых существ - Биология муниципального колледжа Маунт Худ, 101

Живые существа высокоорганизованы и структурированы, следуя иерархии от малого до большого.Атом - самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Он состоит из ядра, окруженного электронами. Атомы образуют молекулы. Молекула - это химическая структура, состоящая как минимум из двух атомов, скрепленных химической связью. Многие молекулы, которые имеют биологическое значение, представляют собой макромолекулы, большие молекулы, которые обычно образуются путем объединения более мелких единиц, называемых мономерами. Примером макромолекулы является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) (рис. 7), которая содержит инструкции по функционированию организма, который ее содержит.

Рис. 7 Молекула, как и эта большая молекула ДНК, состоит из атомов. (кредит: «Brian0918 ″ / Wikimedia Commons)

Некоторые клетки содержат агрегаты макромолекул, окруженные мембранами; их называют органеллами. Органеллы - это небольшие структуры, которые существуют внутри клеток и выполняют специальные функции. Все живые существа состоят из клеток; Сама клетка - это наименьшая фундаментальная единица структуры и функции в живых организмах. Это требование является причиной того, что вирусы не считаются живыми: они не состоят из клеток.Чтобы создать новые вирусы, они должны вторгнуться в живую клетку и захватить ее; только тогда они смогут получить материалы, необходимые для воспроизведения. Некоторые организмы состоят из одной клетки, а другие - многоклеточные. Клетки классифицируются как прокариотических или эукариотических .

Прокариоты - одноклеточные организмы, в которых отсутствуют органеллы, окруженные мембраной, и ядра, окруженные ядерными мембранами; напротив, клетки эукариот действительно имеют мембраносвязанные органеллы и ядра.В большинстве многоклеточных организмов клетки объединяются, образуя тканей , которые представляют собой группы похожих клеток, выполняющих одну и ту же функцию. Органы - это совокупность тканей, сгруппированных по общей функции. Органы есть не только у животных, но и у растений. Система органов - это более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов. Например, у позвоночных животных есть много систем органов, таких как система кровообращения, которая транспортирует кровь по всему телу, в легкие и из них; он включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды.Организмы - это индивидуальные живые существа. Например, каждое дерево в лесу - это организм. Одноклеточные прокариоты и одноклеточные эукариоты также считаются организмами и обычно называются микроорганизмами .

Все особи вида, живущие на определенной территории, вместе называются популяцией . Например, в лесу может быть много белых сосен. Все эти сосны представляют собой популяцию белых сосен в этом лесу.На одной и той же территории могут проживать разные группы населения. Например, сосновый лес включает популяции цветковых растений, а также популяции насекомых и микробов. Сообщество - это совокупность популяций, населяющих определенную территорию. Например, все деревья, цветы, насекомые и другие популяции в лесу образуют лесное сообщество. Сам лес - это экосистема. Экосистема состоит из всех живых существ в определенной области вместе с абиотическими или неживыми частями этой среды, такими как азот в почве или дождевая вода.На самом высоком уровне организации (рис. 1.8) биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет зоны жизни на Земле. Он включает землю, воду и части атмосферы.

Рис. 8 Биология исследует все аспекты жизни, от атома до всей Земли. (кредит «молекула»: модификация работы Джейн Уитни; кредит «органеллы»: модификация работы Луизы Ховард; кредитные «клетки»: модификация работы Брюса Ветцеля, Гарри Шефера, Национальный институт рака; кредит «ткань»: модификация работы «Килбад» / Wikimedia Commons; кредитные «органы»: модификация работы Марианы Руис Вильярреаль, Хоаким Алвес Гаспар; кредитные «организмы»: модификация работы Питера Даттона; кредитная «экосистема»: модификация работы «gigi4791» ″ / Flickr; кредит «биосфера»: модификация работы НАСА)

Если не указано иное, изображения на этой странице находятся под лицензией CC-BY 4.0 от OpenStax.

Текст адаптирован из: OpenStax, Концепции биологии. OpenStax CNX. 18 мая 2016 г. http://cnx.org/contents/[email protected]

уровней биологической организации | 10 уровней организации

Уровни биологической организации: Оглянитесь вокруг. Жизнь встречается почти повсюду на Земле. На самом деле огромное разнообразие существующих организмов действительно поражает. Различные виды растений , различные виды животных и всевозможные организмы составляют нашу планету.Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как каждая форма жизни каким-либо образом взаимосвязана?

Предполагается, что Земле около 4,5 миллиардов лет. За это время уже появлялись и исчезали различные виды организмов. Однако довольно иронично, как поддерживать равновесие (баланс), живые организмы классифицируются иерархически и упорядоченно в соответствии с их уровнем сложности.

На каждом последующем уровне организации сложность жизни возрастает, и можно наблюдать различимое свойство.Чтобы лучше понять сложность жизни, ниже перечислены десять уровней биологической организации в живых организмах, перечисленные на основе иерархии, начинающейся с базового элемента, , ячейки, .

Уровни биологической организации

№1. Ячейка

Ячейка , как известно, является основным строительным блоком жизни. Он выполняет различные метаболические функции, такие как обеспечение структуры и жесткости тела, преобразование пищи в питательные вещества и энергию и другие.Хотя очевидно, что это не самая маленькая частица (органеллы, молекулы и атомы еще меньше по размеру), клетка называется таковой, потому что это наименьшее живое существо, которое может функционировать самостоятельно. На клеточном уровне организмы можно разделить на два: одноклеточные (одноклеточные) и многоклеточные (многоклеточные).

№2. Ткань

Когда подобные клетки собираются, они образуют ткань . По сути, ткань - это группа взаимосвязанных клеток, которые выполняют одну и ту же функцию.Подобно клеткам, ткани выполняют метаболические процессы, которые поддерживают жизнь организма. В многоклеточных организмах исследование ткани называется гистологией (от греческих слов histos означает «ткань» и logos означает «исследование».

№3. Орган

Произошедшее от латинского слова organum , что означает «инструмент» или «инструмент», орган представляет собой совокупность тканей и подобных структур, которые функционируют как единое целое. Органы многоклеточных организмов на самом деле очень разнообразны.У растений их органы включают цветы (если есть), корни, стебли и листья. С другой стороны, органы животных включают мозг, сердце, желудок, глаза и многие другие. Дополнительная литература: Энциклопедия Нового Света

№4. Система органов

Рядом с иерархией находится система органов . По определению, система органов - это совокупность различных органов и других анатомических структур, которые выполняют определенный физиологический процесс. Хотя каждая система органов в организме работает как отдельный объект, все они функционируют во взаимодействии друг с другом, чтобы поддерживать жизнь в организме.У растений системы органов включают корневую систему и систему побегов, в то время как системы органов животных включают пищеварительную систему, нервную систему , систему кровообращения и другие.

№5. Организм

Организм можно просто определить как любое живое существо, состоящее из различных систем органов, которые функционируют вместе. Безусловно, ученые оценивают около 8,7 миллиона организмов, но только 1,2 миллиона из них идентифицированы. Следовательно, для их обнаружения постоянно предпринимались различные усилия.Обратите внимание на бессмертных организмов, которые бросают вызов смерти.

№6. Население

чел. Когда похожие организмы группируются вместе, они образуют следующий уровень в организации, популяция , . По определению, популяция формируется, когда такие люди проживают в общей среде в определенное время. Например, популяция может меняться со временем из-за нескольких событий, таких как рождение, смертность и миграция организмов. Часто количество особей в популяции сильно зависит от обилия ресурсов и наличия благоприятного климата.Кроме того, хищничество и конкуренция также являются биологическими факторами, контролирующими популяции.

№ 7. Сообщество

Рядом с иерархией находится сообщество . Сообщество определяется как взаимодействие различных групп населения друг с другом. По-видимому, могут существовать различные взаимодействия, такие как мутуализм, комменсализм, хищничество, паразитизм и конкуренция. Часто определенная популяция организмов имеет тенденцию доминировать в сообществе и, следовательно, относительно более многочисленна, чем другие.Это считается отличительной чертой биологического сообщества.

№8. Экосистема

Краткий термин для «экологической системы», экосистема - это взаимодействие (организмов, популяции и сообщества) с их абиотической или неживой средой. Биотические (живые) члены экосистемы сильно зависят от таких абиотических факторов, которые включают погоду, солнечный свет, глубину воды, соленость и доступность питательных веществ. Следовательно, наличие или отсутствие хотя бы одного фактора может сильно повлиять на экосистему.В дополнение к этому, одной отличительной особенностью экосистемы является то, что у каждого организма есть «ниша» или роль, которую он должен выполнять.

№ 9. Биом

Вы когда-нибудь слышали о тундре, саванне, пустыне, тропическом лесу и лугах? Некоторые из них хорошо знакомы, но если вы еще не слышали о них, все упомянутые являются типами следующего уровня в биологической организации, биом . Как описано в различных средах, биом - это очень огромная географическая область, где существуют различные экосистемы и различные организмы приспосабливаются к ней.В общем, биом - это скорее континентальная группа различных экосистем в определенном климате. Дополнительная литература: Мировые биомы.

№ 10. Биосфера

Произошедшее от греческого слова « bios », означающего «жизнь», и « sphaira », означающего сфера, биосфера, по сути, является высшим уровнем в иерархии живых организмов. Биосфера - это глобальная система, которая обычно включает в себя все, где существует жизнь, и абиотическую среду, в которой они обитают, все сливающиеся друг с другом.По сути, это сумма всех экосистем на Земле, поэтому ее также называют экосферой.

Наша планета действительно состоит из множества живых существ, от простой клетки до огромной сферы форм жизни. Хотя каждый организм, как правило, различается по размеру и функциям, все же никто не живет один и не может жить один. Каждый организм так или иначе зависит или влияет на жизнь других живых организмов и неживых факторов окружающей среды. Любое изменение части одной системы может резко увеличить или уменьшить шансы на выживание организма.

Безусловно, такой иерархии в биологической организации достаточно, чтобы показать всю сложность жизни. Разве это не заставляет вас больше ценить жизнь?

цитировать эту страницу

Предыдущая статья16 бессмертных животных, бросающих вызов смертиСледующая статья15 самых известных палеонтологов мира

1.2 Структурная организация человеческого тела - анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите строение кузова от простейшего до сложного
  • Опишите взаимосвязи между системами органов

Прежде чем вы начнете изучать различные структуры и функции человеческого тела, полезно рассмотреть его базовую архитектуру; то есть, как его самые маленькие части собираются в более крупные конструкции.Структуры тела удобно рассматривать с точки зрения основных уровней организации, которые усложняются, например (от наименьшего к наибольшему): химические вещества, клетки, ткани, органы, системы органов и организм.

Рисунок 1.2.1 - Уровни структурной организации человеческого тела: Организацию тела часто обсуждают с точки зрения шести различных уровней возрастающей сложности, от мельчайших химических строительных блоков до уникального человеческого организма.

Организацию тела часто обсуждают с точки зрения отдельных уровней возрастающей сложности, от мельчайших химических строительных блоков до уникального человеческого организма.

Уровни организации

Чтобы изучить химический уровень организации, ученые рассматривают простейшие строительные блоки материи: субатомные частицы, атомы и молекулы. Вся материя во Вселенной состоит из одного или нескольких уникальных чистых веществ, называемых элементами.Примерами этих элементов являются водород, кислород, углерод, азот, кальций и железо. Самая маленькая единица любого из этих чистых веществ (элементов) - атом. Атомы состоят из субатомных частиц, таких как протон, электрон и нейтрон. Два или более атома объединяются в молекулу, такую ​​как молекулы воды, белков и сахаров, которые содержатся в живых существах. Молекулы - это химические строительные блоки всех структур тела.

Ячейка - самая маленькая независимо функционирующая единица живого организма.Одноклеточные организмы, как и бактерии, - чрезвычайно маленькие, независимо живущие организмы с клеточной структурой. Люди - это многоклеточные организмы, в которых независимые клетки работают сообща. Каждая бактерия - это отдельная клетка. Все живые структуры анатомии человека содержат клетки, и почти все функции физиологии человека выполняются в клетках или инициируются клетками.

Клетка человека обычно состоит из гибких мембран, которые окружают цитоплазму, клеточную жидкость на водной основе, с множеством крошечных функциональных единиц, называемых органеллами .У человека, как и у всех организмов, клетки выполняют все жизненные функции.

Ткань - это группа многих похожих клеток (хотя иногда состоит из нескольких связанных типов), которые работают вместе для выполнения определенной функции. Орган представляет собой анатомически отличную структуру тела, состоящую из двух или более типов тканей. Каждый орган выполняет одну или несколько определенных физиологических функций. Система органов - это группа органов, которые работают вместе для выполнения основных функций или удовлетворения физиологических потребностей организма.

В этой книге рассматриваются одиннадцать различных систем органов человеческого тела (рис. 1.2.2). Отнесение органов к системам органов может быть неточным, поскольку органы, которые «принадлежат» одной системе, могут также выполнять функции, являющиеся неотъемлемой частью другой системы. Фактически, большинство органов участвуют более чем в одной системе.

Рисунок 1.2.2 - Системы органов человеческого тела: Органы, которые работают вместе, сгруппированы в системы органов.

Уровень организма - это высший уровень организации.Организм - это живое существо, имеющее клеточную структуру и способное самостоятельно выполнять все физиологические функции, необходимые для жизни. В многоклеточных организмах, включая человека, все клетки, ткани, органы и системы органов тела работают вместе, чтобы поддерживать жизнь и здоровье организма.

Обзор главы

Жизненные процессы человеческого тела поддерживаются на нескольких уровнях структурной организации. К ним относятся химический, клеточный, тканевый, орган, система органов и уровень организма.Более высокие уровни организации строятся из более низких уровней. Таким образом, молекулы объединяются, чтобы сформировать клетки, клетки объединяются, чтобы сформировать ткани, ткани объединяются, чтобы сформировать органы, органы объединяются, чтобы сформировать системы органов, а системы органов объединяются, чтобы сформировать организмы.

Вопросы о критическом мышлении

Рак определяется неконтролируемым ростом на клеточном уровне. Опишите, почему рак является проблемой для организма в целом, используя ваше понимание уровней организации.

Проблемы сотовой связи создают проблемы на более сложных уровнях организации.Например, опухоль может нарушить функцию органа, в котором она находится, несмотря на то, что это молекулярная мутация с прямыми клеточными последствиями.

Частью какой системы организма являются женские яичники и мужские семенники? Могут ли эти органы быть членами более чем одной системы органов? Почему или почему нет?

Женские яичники и мужские семенники являются частями репродуктивной системы. Они также секретируют гормоны, как и эндокринная система, поэтому яичники и семенники функционируют как в эндокринной, так и в репродуктивной системах.

Структурная организация человеческого тела - анатомия и физиология

OpenStaxCollege

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите строение человеческого тела с точки зрения шести уровней организации
  • Перечислите одиннадцать систем органов человеческого тела и укажите по крайней мере один орган и одну основную функцию каждого из них.

Прежде чем вы начнете изучать различные структуры и функции человеческого тела, полезно рассмотреть его базовую архитектуру; то есть, как его самые маленькие части собираются в более крупные конструкции.Структуры тела удобно рассматривать с точки зрения фундаментальных уровней организации, которые усложняются: субатомные частицы, атомы, молекулы, органеллы, клетки, ткани, органы, системы органов, организмы и биосфера ([ссылка]).

Уровни структурной организации человеческого тела

Организацию тела часто обсуждают с точки зрения шести различных уровней возрастающей сложности, от мельчайших химических строительных блоков до уникального человеческого организма.


Чтобы изучить химический уровень организации, ученые рассматривают простейшие строительные блоки материи: субатомные частицы, атомы и молекулы. Вся материя во Вселенной состоит из одного или нескольких уникальных чистых веществ, называемых элементами, знакомыми примерами которых являются водород, кислород, углерод, азот, кальций и железо. Самая маленькая единица любого из этих чистых веществ (элементов) - атом. Атомы состоят из субатомных частиц, таких как протон, электрон и нейтрон.Два или более атома объединяются в молекулу, такую ​​как молекулы воды, белков и сахаров, которые содержатся в живых существах. Молекулы - это химические строительные блоки всех структур тела.

Клетка - наименьшая самостоятельно функционирующая единица живого организма. Даже бактерии, которые являются чрезвычайно маленькими, независимо живущими организмами, имеют клеточную структуру. Каждая бактерия - это отдельная клетка. Все живые структуры анатомии человека содержат клетки, и почти все функции физиологии человека выполняются в клетках или инициируются клетками.

Клетка человека обычно состоит из гибких мембран, которые окружают цитоплазму, клеточную жидкость на водной основе вместе с множеством крошечных функциональных единиц, называемых органеллами. У человека, как и у всех организмов, клетки выполняют все жизненные функции. Ткань - это группа из множества похожих клеток (хотя иногда состоит из нескольких связанных типов), которые работают вместе для выполнения определенной функции. Орган - это анатомически отличная структура тела, состоящая из двух или более типов тканей. Каждый орган выполняет одну или несколько определенных физиологических функций.Система органов - это группа органов, которые работают вместе для выполнения основных функций или удовлетворения физиологических потребностей организма.

Эта книга охватывает одиннадцать различных систем органов человеческого тела ([ссылка] и [ссылка]). Отнесение органов к системам органов может быть неточным, поскольку органы, которые «принадлежат» одной системе, могут также выполнять функции, являющиеся неотъемлемой частью другой системы. Фактически, большинство органов участвуют более чем в одной системе.

Системы органов человеческого тела

Органы, которые работают вместе, сгруппированы в системы органов.


Системы органов человеческого тела (продолжение)

Органы, которые работают вместе, сгруппированы в системы органов.


Уровень организма - это высший уровень организации. Организм - это живое существо, имеющее клеточную структуру и способное самостоятельно выполнять все физиологические функции, необходимые для жизни. В многоклеточных организмах, включая человека, все клетки, ткани, органы и системы органов тела работают вместе, чтобы поддерживать жизнь и здоровье организма.

Жизненные процессы человеческого тела поддерживаются на нескольких уровнях структурной организации. К ним относятся химический, клеточный, тканевый, орган, система органов и уровень организма. Более высокие уровни организации строятся из более низких уровней. Таким образом, молекулы объединяются, чтобы сформировать клетки, клетки объединяются, чтобы сформировать ткани, ткани объединяются, чтобы сформировать органы, органы объединяются, чтобы сформировать системы органов, а системы органов объединяются, чтобы сформировать организмы.

Назовите шесть уровней организации человеческого тела.

Химический, клеточный, тканевый, орган, система органов, организм.

Частью какой системы организма являются женские яичники и мужские семенники? Могут ли эти органы быть членами более чем одной системы органов? Почему или почему нет?

Женские яичники и мужские семенники являются частями репродуктивной системы. Но они также секретируют гормоны, как и эндокринная система, поэтому яичники и семенники функционируют как в эндокринной, так и в репродуктивной системах.

Глоссарий

ячейка
наименьшая самостоятельно функционирующая единица из всех организмов; у животных клетка содержит цитоплазму, состоящую из жидкости и органелл
орган
Функционально отличная структура, состоящая из двух или более типов тканей
Система органов
Группа органов, которые работают вместе для выполнения определенной функции
организм
живое существо, имеющее клеточную структуру и способное самостоятельно выполнять все физиологические функции, необходимые для жизни
ткань
Группа подобных или тесно связанных клеток, которые действуют вместе для выполнения определенной функции
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *