Уровни организации живой природы: краткое описание. Организация живой природы. Ее уровни Уровни структурной организации живой природы

Жизнь на Земле зарождалась на протяжении долгого времени. Она возникла под влиянием различных сложных факторов, которые с течением времени привели не только к появлению жизни, но и проявлению ее в разных формах. Так, сложность условий формирования привела к тому, что живая природа устроена из различных систем, которые, сочетаясь и соподчиняясь друг другу, образуют собой многоуровневую целостную структуру, которая немыслима без одного из звеньев.

Основные уровни организации живой природы

Чтобы правильно понять эту систему, нужно усвоить, что предложенные соподчинены. Каждую из них можно рассматривать как отдельную систему или подсистему, однако целостное восприятие уровней жизни с биологической точки зрения является очень важным в освоении этого материала.

Уровни организации живой природы их характеристика

Прежде чем перейти к описанию, отметим, что универсального списка биосистем не существует, и предложенный нами является наиболее общим: здесь представлены 8 уровней организации.

• Уровни организации живой природы: молекулярный и клеточный

Молекулярный. уровень, который является границей между Элементарными единицами здесь выступают белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды и др. Именно здесь происходит передача генетической информации, происходит биосинтез и превращение энергии. Кодировка информации - основная задача молекулярного уровня, который, в свою очередь, имеет два компонента: молекулы органических и неорганических соединений, а также комплексы химических соединений.

Клеточный. Здесь элементами выступают клеточные объединения - органеллы. Он отвечает за воспроизводительную функцию, участвует в регуляции химических реакций, а также здесь происходит потребление энергии. Он состоит из одного компонента - комплекса молекул химических соединений. На этом уровне происходит биосинтез, деление клеток и фотосинтез.

• Уровни организации живой природы: тканевый и органный

Тканевый. Он представлен тканями, которые объединяют различные клетки, имеющие идентичное строение. У ткани создаются в процессе онтогенеза из-за на разные группы. У животных и растений они различаются, что обусловлено специализацией клеток.

Органный. В этой системе элементами являются органы организмов. В ряде случаев можно наблюдать целые системы органов (у более совершенных организмов), а у простейших передвижение, дыхание, пищеварение и др., осуществляется за счет отдельных органелл.

• Уровни организации живой природы: организменный и популяционно-видовой

Организменный. Этот характерен для одноклеточных и многоклеточных. Здесь обеспечивается возможность различных способов питания, обнаруживается различное строение (животные, птицы, грибы, бактерии). Здесь же обнаруживается связь организма со средой обитания, которая также участвует в формировании особенностей строения. Основным компонентом является клетка.

Популяционно-видовой. Представлен родственной связью, которая формирует популяции, и их, в свою очередь, в виды. Основными функциями этого уровня являются рождаемость и смертность, численность, плотность. Здесь устанавливается прочная связь вида со средой обитания.

• Уровни организации живой природы: биогеоценотический и биосферный

Биогеоценотический. Этот уровень также именуется как «экосистемный». Здесь мы видим организацию жизни с точки зрения популяции: это широкий охват однотипных (схожих) существ. Экосистемный уровень имеет множество свойств: структуру популяции, типы количественный и видовой ее состав. Основными компонентами являются: особенности среды и пищевые системы.

Биосферный. Это высшая форма организации экосистем. Основными элементами являются: экосистемы и их окружающая среда, под которой понимают почву, атмосферу, гидросферу и др. глобальные параметры. Здесь происходит взаимодействие живого и неживого, а также круговорот веществ.

Давайте разберемся, что такое система. Система – это упорядоченное целое, которое состоит из частей, взаимосвязанных между собой.
Биологические системы организованны в зависимости от иерархии, которую невозможно нарушить, так как все внутри системы целостно. Если мы сравним системы различных уровней, то сможем заметить много общего между ними или выделить особые черты каждого уровня системы.
Принято выделять разные уровни биосистем и каждый из них характеризуется свойствами, которых нет на нижележащих уровнях. Дети, давайте внимательно посмотрим на рисунок 1. Какие уровни организации живой материи выделяют в биологии?

Рис. 1 Уровни организации живой материи
Биогеоценотический уровень выделяется своей спецификой, которая свзязана с его внутренними компонентами и круговоротом веществ, а биосферный уровень выделяется замкнутостью круговоротов веществ.
Давайте отдельно рассмотрим каждый из существующих уровней иерархии биологической системы. Ребята, предлагаю с помощью следующего

видео 1 «Законы организации экосистемы»

Видео YouTube

и рисунка 2 приступить к изучению каждого уровня организации живой материи.


Рис. 2 Что мы знаем об уровнях организации всего живого на Земле?
1.Молекулярный уровень.

Рис. 3 Молекулы – основа молекулярного уровня
Химические вещества, нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, липиды являются самыми мелкими единицами этого уровня организации жизни. На рисунке 3 вы можете увидеть мельчайшие частицы, которые являются основой этого уровня организации живой материи.
Здесь мы видим проявление таких важнейших процессов природы, как передача через ДНК наследственной информации, превращение энергии и биосинтез. Основная стратегия жизни этого уровня в том, что живое вещество способно создавать живое, может кодировать данные, которые были приобретены в изменчивых условиях среды.
2.Клеточный уровень.


Рис. 4 Клетки – основа клеточного уровня
На этом уровне главными элементами являются различные органеллы. На рисунке 4 вы можете увидеть клетки и их органеллы, которые являются основой этого уровня организации живой материи.
Основными процессами этого уровня становятся способность к самовоспроизведению, включение большинства химических элементов в состав клетки, регулирование химических реакций, запас и потребление энергии. Стратегия жизни выражена в том, что живые системы включают в свой состав химические элементы Земли и энергию Солнца.
3.Тканевый уровень.
Что такое ткань? Ткань – это совокупность клеточных элементов разных типов клеток и межклеточного вещества, которая выполняет отдельную специфическую функцию в организме.

4.Органный уровень.
Органом называют совокупность уже тканей, связанных между собой тем, что выполняют общин функции и имеют свое определенное место в организме.

Контролирующий блок №1

1) Что такое биологическая система?
2) Почему выделяют несколько видов в иерархии системы?
3) Сколько и какие урони вы можете назвать?

Часть 2. Организменный, популяционно-видовой, экосистемный и биосферный уровни организации живой материи.

Продолжим знакомство с уровнями живой материи.
5.Организменный уровень характерен для одноклеточных и многоклеточных биосистем (растениям, грибам, животным, человеку и различным микроорганизмам). На рисунке 5 вы можете увидеть организмы , которые присущи этому уровню организации.


Рис. 5 Организменный уровень и пищевые цепи
На этом уровне живые организмы имеют такие свойства: питание, дыхание, выделение, раздражимость, рост и развитие, размножение , поведение, продолжительность жизни, взаимоотношения с окружающей средой. Все вышеперечисленное в целом дает характеристику как целостной саморегулирующейся биосистеме. Здесь стратегия жизни состоит в том, что организм стремится выжить в любых изменяющихся условиях среды.

Рис. 6Популяционно-видовой уровень
Популяционно-видовой уровень организовывает особи, родственные между собой п популяции. Затем популяций группируются в виды и возникают новые свойства. На рисунке 6 вы можете увидеть популяции организмов, которые присущи этому уровню организации.
Основными свойствами этого уровня мы можем назвать рождаемость, смертность, выживание, структура (половая, возрастная, экологическая), плотность, численность, функционирование в природе. Стратегией популяционно-видового уровня есть более полное использование возможностей природной среды обитания, в стремлении к возможно более длительному существованию, в сохранении свойств вида и самостоятельном развитии.
7.Биогеоценотический (экосистемный) уровень характеризуется тем, что популяции различных видов становятся основными структурными элементами. В таблице на рисунке 7 вы можете увидеть строение этого уровня организации.


Рис. 7 Экосистемный уровень
Здесь мы можем выделить массу свойств присущих популяциям видов. К ним относятся: пищевые цепи и сети, структура экосистемы, видовой и количественный состав ее населения, трофические урони, типы биотических связей, продуктивность, энергетика , устойчивость.
Ребята, давайте посмотрим следующее видео, чтобы понять суть пищевых цепей в экосистеме.

Видео 2 «Пищевые связи экосистемы»

Видео YouTube

Вся жизнь на Земле упорядочена и имеет сложную иерархию от простого к сложному - уровни организации живой природы.

Уровни

Начинается структура живой материи с молекулы - мельчайшей частицы вещества, состоящей из атомов. Молекула относится к неживой природе, изучается физикой и химией. Вступая во взаимосвязи, молекулы образуют вещества, из которых строятся ткани, органы и организмы в целом. Подробное описание представлено в таблице уровней организации живой природы.

Рис. 1. Уровни организации.

Каждый уровень организации имеет свои закономерности. Для изучения отдельного уровня выделены специализированные направления биологии. Например, начальный уровень изучают молекулярная биология и биохимия, клетку исследует цитология, ткани - гистология, популяции и их взаимодействие с окружающей средой - экология.

Одноклеточные и многоклеточные

Все организмы по своей структуре делятся на два типа:

• одноклеточные - состоят из одной клетки;
• многоклеточные - состоят из множества взаимосвязанных клеток.

Одноклеточные организмы ограничены оболочкой, под которой находится цитоплазма с органоидами - функциональными частицами клеток. Одноклеточные организмы схожи по строению и функциям с клетками многоклеточных организмов. Однако могут самостоятельно передвигаться и вести свободный образ жизни.

Представители одноклеточных организмов:

ТОП-1 статья которые читают вместе с этой

• растения (эукариоты) - хламидомонада, хлорелла, эвглена зеленая;
• животные (эукариоты) - амёба, инфузории;
• бактерии (прокариоты) - кишечная палочка, кокки.

Рис. 2. Одноклеточные организмы.

Многоклеточные - более сложно организованные организмы. Наиболее примитивные - губки, самые сложные - млекопитающие.

Рис. 3. Многоклеточные организмы.

В отличие от одноклеточных многоклеточные организмы имеют больше уровней организации. Однако вне зависимости от сложности строения все организмы взаимодействуют со средой на биогеоценотическом и биосферном уровнях.

Свойства организмов

Всех представителей биосферы (одноклеточных и многоклеточных) объединяют свойства живых организмов:

• размножение;
• обмен веществ;
• зависимость от энергии;
• рост;
• развитие;
• саморегуляция;
• раздражимость;
• наследственность;
• изменчивость.

Кроме того, живые организмы имеют единый химический состав. Основные элементы живой материи - азот, кислород, углерод, водород. Из них формируются белки, жиры, углеводы.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса биологии узнали об основных уровнях живой природы. Тема включала краткое описание иерархии живой природы, особенностей многоклеточных и одноклеточных организмов, а также свойства организмов, составляющих биосферу.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 597.

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).

Всего их 8. Что лежит в основе деления живой природы на уровни? Дело в том, что на каждом уровне есть определенные свойства. Каждый следующий уровень обязательено содержит в себе предыдущий или все предыдущие. Давайте рассмотрим каждый уровень подробно:

1. Молекулярный уровень организации живой природы

· Органические и неорганические вещества,

· процессы синтеза и распада этих веществ,

· выделение и поглощение энергии

Это все химические процессы, которые происходят внутри любой живой системы. Этот уровень нельзя назвать "живым" на 100%. Это скорее "химический уровень" - поэтому он самый первый, самый низший из всех. Но именно этот уровень лег в основу деления Живой природы на царства - по запасному питательному веществу: у растений - углеводы, у грибов - хитин, у животных - белок.

· Биохимия

· Молекулярная биология

· Молекулярная генетика

2. Клеточный уровень организации живой природы

Включает в себя молекулярный уровень организации. На этом уровне уже появляется "мельчайшая неделимая биологическая система - клетка". Свой обмен веществ и энергии. Внутренняя организация клетки - ее органоиды. Жизненные процессы - зарождение, рост, самовоспроизведение (деление)

Науки, изучающие клеточный уровень организации:

· Цитология

· (Генетика)

· (Эмбриология)

В скобочках указаны науки, которые изучают этот уровень, но это не основной объект изучения.

3. Тканевый уровень организации

Включает в себя молекулярный и клеточный уровни. Этот уровень можно назвать "многоклеточным" - ведь ткань представляет собой совокупность клеток со сходным строением и выполняющих одинаковые функции.

Наука, изучающая тканевый уровень организации - гистология.

4. Органный уровень организации жизни

У одноклеточных организмов это органеллы - у каждой свое строение и свои функции

У многоклеточных организмов это органы, которые объединены в системы и четко взаимодействуют между собой

Эти два уровня - тканевый и органный - изучают науки:

· Ботаника - растения,

· зоология - животные,

· Анатомия - человек

· Физиология

· (медицина)

5. Организменный уровень

Включает в себя молекулярный, клеточный, тканевый уровни и органный.

На этом уровне уже живую природу делят на царства - растений, грибов и животных.

Свойства этого уровня:

· Обмен веществ (и на клеточном уровне тоже - видите, каждый уровень содержит в себе предыдущий!)

· Строение организма

· Питание

· Гомеостаз - постоянство внутренней среды

· Размножение

· Взаимодействие между организмами

· Взаимодействие с окружающей средой

· Анатомия

· Генетика

· Морфология

· Физиология

6. Популяционно-видовой уровень организации жизни

Включает в себя молекулярный, клеточный, тканевый уровни, органный и организменный.

Если несколько организмов схожи морфологически (проще говоря, одинаково устроены), и имеют одинаковый генотип, то они образуют один вид или популяцию.

Основные процессы на этом уровне:

· Взаимодействие организмов между собой (либо конкуренция, либо размножение)

· микроэволюция (изменение организма под действием внешних условий)

Науки, изучающие этот уровень:

· Генетика

· Эволюция

· Экология

7. Биогеоценотический уровень организации жизни (от слова биогеоценоз)

На этом уровне уже учитывается почти все:

Взаимодействие организмов между собой - пищевые цепи и сети

Взаимодействие организмов межу собой - конкуренция и размножение

Влияние окружающей среды на организмы и, соответственно, влияние организмов на среду их обитания

Наука, изучающая этот уровень - Экология.

8. Биосферный уровень организации живой природы (последний уровень - высший!)

Он включает в себя:

· Взаимодействие живых и неживых компонентов природы

· Биогеоценозы

· Влияние человека - "антропогенные факторы"

· Круговорот веществ в природе

И изучает все это - Экология!

О клетке в научном мире заговорили практически сразу после изобретения микроскопа.

Кстати, сейчас довольно много видов микроскопов:

Оптический микроскоп - максимально увеличение - ~2000 крат (можно рассмотреть некоторые микроорганизмы, клетки (растительные и животные), кристаллы и т.д.

Электронный микроскоп - увеличивает до до 106 раз. Можно уже изучать частицы как клетки, так и молекул - это уже уровень микроструктур

Первым ученым, который смог увидеть клетки (естественно, в микроскоп) был Роберт Гук (1665 г) - он изучал клеточное строение в основном растений.

А вот впервые об одноклеточных организмах - бактериях, инфузориях заговорил А. Ван Левенгук (1674 г)

Ла-Марк (1809 г) уже стал говорить о клеточной теории

Ну и уже в середине XIX века М.Шлейден и Т.Шванн сформулировали ту клеточную теорию, которая сейчас общепризнана во всем мире.

Клеточными являются все организмы, кроме вирусов

Клетка - элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов, обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. Все живые организмы либо, как многоклеточные животные, растения и грибы, состоят из множества клеток, либо, как многие простейшие и бактерии, являются одноклеточными организмами. Раздел биологии, занимающийся изучением строения и жизнедеятельности клеток, получил название цитологии. В последнее время принято также говорить о биологии клетки, или клеточной биологии.

Клетка - это мини-организм. У нее есть свои "органы" - органойды. Главный органойд клетки - это ядро. По этому признаку все живые организмы делятся на ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ ("карио" - ядро) - содержащие ядро и ПРОКАРИОТИЧЕСКИЕ ("про" -до) - доядерные (без ядра)

Положения клеточной теории Шлейдена-Шванна

1. Все животные и растения состоят из клеток.

2. Растут и развиваются растения и животные путём возникновения новых клеток.

3. Клетка является самой маленькой единицей живого, а целый организм - это совокупность клеток.

Основные положения современной клеточной теории

· Клетка - единица строения, жизнедеятельности, роста и развития живых организмов, вне клетки жизни нет.

· Клетка - единая система, состоящая из множества закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определённое целостное образование.

· Ядро − главная составная часть клетки (эукариот).

· Новые клетки образуются только в результате деления исходных клеток.

· Клетки многоклеточных организмов образуют ткани, ткани образуют органы. Жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток.

Основные органойды клетки - это те компоненты, которые присущи всем клеткам живых организмов - "общий состав":

· ядро: ядрышко;ядерная оболочка;

· плазматическая мембрана;

· эндоплазматическая сеть;

· центриоль;

· комплекс Гольджи;

· лизосома;

· вакуоль;

· митохондрия.

Нуклеиновые кислоты содержатся в клетке абсолютно любого организма. Даже у вирусов.

"Нуклео" - "ядро" - в основном, содержатся в ядре клеток, но так же содержатся и в цитоплазме, и в других органойдах. Нуклиновые кислоты бывают двух типов: ДНК и РНК

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

РНК - рибонуклеиновая кислота

Эти молекулы - полимеры, мономерами являются нуклеотиды - соединения, содержащие азотистые основания.

Нуклеотиды ДНК: А - аденин, Т - тимин, Ц - цитозин, Г - гуанин

Нуклеотиды РНК: А - аденин, У - урацил, Ц - цитозин, Г - гуанин

Как видите, в РНК тимина нет, его заменяет урацил - У

Помимо них, в состав нуклеотидов входят:

углеводы: дезоксирибоза - в ДНК, рибоза - в РНК. Фосфат и сахар - входят в состав обеих молекул

Это первичная структура молекул

Вторичная структура - это сама форма молекул. Днк - двойная спираль, РНК - "одинарная" длинная молекула.

Основные функции нуклеиновых кислот

Генетический код - это последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК. Это основа любого организма, по сути - это информация о самом организме (как у любого человека ФИО, идентифицирующее личность- это последовательность букв, или последовательность цифр - серия паспорта).

Так вот, основные функции нуклеиновых кислот - в хранении, реализации и передаче наследственной информации, "записанной" в молекулах в виде последовательности определенных нуклеотидов.

Деление клеток - часть процесса жизни абсолютно любого живого организма. Все новые клетки образуются из старых (материнских). Это одно из основных положений клеточной теории. Но существует несколько видов деления, которые напрямую зависят от природы этих клеток.

Деление прокариотических клеток

Чем отличается прокариотическая клетка от эукариотической? Самое главное отличие - отсутствие ядра (собственно поэтому так и называются). Отсутствие ядра означает, что ДНК просто находится в цитоплазме.

Процесс выглядит следующим образом:

репликация (удвоение) ДНК ---> клетка удлиняется ---> образуется поперечная перегородка ---> клетки разделяются и расходятся

Деление эукариотических клеток

Жизнь любой клетки состоит из 3 этапов: рост, подготовка к делению и, собственно, деление.

Как происходит подготовка к делению?

· Во-первых синтезируется белок,

· во-вторых, все важные компоненты клетки удваиваются, чтобы в каждой новой клетке был весь необходимый для жизни набор органелл.

· В третьих, удваивается молекула ДНК и каждая хромосома синтезирует себе копию. Удвоенная хромосома= 2 хроматиды (в каждой по молекуле ДНК).

Этот период подготовки к делкнию называется ИНТЕРФАЗА.