Уровни организации живой материи. Методы биологии. Уровни организации живой материи реферат

15. Краткая характеристика уровней организации живой материи.

Уровень организации живой материи – это функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей иерар­хии живого. Выделяют следующие уровни организации живой материи:

1.Молекулярный - организуется в сложные высокомолекулярные органические соединения, такие, как белки, нуклеиновые кис­лоты и др.

2.Субклеточный - организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные струк­туры.

3.Клеточный. На этом уровне живая материя представлена клетками. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого.

4.Органно-тканевой. На этом уровне живая материя организуется в ткани и органы. Ткань – совокупность клеток, сходных по строению и функциям, а также связанных с ними межклеточных веществ. Орган – часть многоклеточного организ­ма, выполняющая определенную функцию или функции.

5.Организменный На этом уровне живая материя представлена организмами. Организм (особь, индивид) – неделимая единица жизни, ее реальный носитель, характеризующийся всеми ее признаками.

6.Популяционно-видовой. На этом уровне живая материя организуется в популяции. Популяция – совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Вид – совокупность особей (популяций особей), способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающих в природе определенную область (ареал).

7.Биоценотический. На этом уровне живая материя образует биоценозы. Биоценоз – совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.

8.Биогеоценотический. На этом уровне живая материя формирует биогеоценозы. Биогеоценоз – совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва).

9.Биосферный. На этом уровне живая материя формирует биосферу. Биосфера – оболочка Земли, преобразованная деятельностью живых организмов.

Предсказать свойства каждого следующего уровня на основе свойств предыдущих уровней невозможно так же, как нельзя предсказать свойства воды, исходя из свойств кислорода и водорода. Такое явление носит название эмерджментность, то есть наличие у системы особых, качественно новых свойств, не присущих сумме свойств ее отдельных элементов. С другой стороны, знание особенностей отдельных составляющих системы значительно облегчает ее изучение.

16. Понятие о клетке как первооснове живой материи. Функции клетки.

Клетка — элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов, обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию.

Все клеточные формы жизни на земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток — прокариоты (безядерные) и эукариоты (ядерные). Прокариотические клетки — более простые по строению, по-видимому, они возникли в процессе эволюции раньше.

Эукариотические клетки — более сложные, возникли позже. Клетки, составляющие тело человека, являются эукариотическими.

Основные функции клеток

Во всех клетках под контролем генетического аппарата осуществляется синтез белков. Клетка, не синтезирующая белки, по сути дела мертва. Клетка живет, — значит, её компоненты непрерывно меняются.

Чтобы все внутриклеточные процессы могли осуществляться, необходима энергия. В живых клетках постоянно идет энергетический обмен. Клетки обладают важнейшим для их жизни свойством — запасать и тратить энергию.

Клетка существует в постоянном контакте с окружающими клетками или с окружающими организм веществами. Жизнь клетки, по существу, заключается в поглощении веществ извне, преобразовании этих веществ в нужные для жизни клетки компоненты и передаче их в другие клетки, или запасании внутри данной клетки, или выведении из организма .

На всех стадиях развития клетки осуществляется регулирование ее жизнедеятельности. Сейчас биологам известно много способов регуляции жизнедеятельности клетки, включая генетическую регуляцию внутриклеточных процессов. Регуляция нужна и для обеспечения важнейшей функции живой клетки — свойства раздражимости, т. е. способности отвечать на воздействия, которым подвергается клетка извне.

studfiles.net

Реферат - Уровни организации живой материи.

Тимофеев-разумовский:

Молекулярно-генетический уровень. Знание закономерностей молекулярно-генетического уровня организации живого – необходимая предпосылка для ясного понимания жизненных явлений, происходящих на всех остальных уровнях организации жизни. В ХХ веке развитие хромосомной теории наследственности, анализ мутационного процесса, изучение строения хромосом, фагов и вирусов, развитие молекулярной биологии, биохимии позволило раскрыть основные черты организации элементарных генетических структур и связанных с ними явлений. Выяснено, что основные структуры на этом уровне несут в себе коды наследственной информации, передаваемой от поколения к поколению. Эти структуры представлены молекулами ДНК (дезоксирибинуклеиновой кислотой), дифференцированными по длине на элементы кода – триплеты азотистых оснований, образующих гены. Гены на этом уровне организации жизни представляют элементарные единицы. Основными элементарными явлениями, связанными с генами, можно считать способность их к конвариантной редупликации, к локальным структурным изменениям (мутациям) и способность передавать хранящуюся в них информацию внутриклеточным управляющим системам.

Онтогенетический уровень. На онтогенетическом уровне единицей жизни служит особь – с момента ее возникновения до смерти. Развитие особи от образования зародышевой клетки до смерти составляет содержание процесса онтогенеза. Онтогенез состоит из роста, перемещения отдельных структур, дифференциации и усложнения интеграции организма. По существу, онтогенез – это процесс развертывания, реализации наследственной информации, закодированной в управляющих структурах зародышевой клетки. На онтогенетическом уровне происходит не только реализация наследственной информации, но и испытание, проверка согласованности и работы управляющих систем во времени и пространстве, приспособление к среде в пределах особи и др. Причины развития организма в онтогенезе являются предметом обстоятельного и интенсивного изучения эмбриологами, биохимиками, генетиками. Но все еще не создана общая теория онтогенеза и не показаны основные причины и факторы, определяющие строгую упорядоченность процесса онтогенеза. Имеющиеся результаты позволяют понять только некоторые отдельные процессы, обеспечивающие индивидуальное развитие организма.

Популяционно-видовой уровень. Популяции выступают как элементарные, далее неразложимые эволюционные единицы, представляющие собой генетически открытые системы (особи из разных популяций иногда скрещиваются и популяции обмениваются генетической информацией). Популяция – основная элементарная структура на популяционно-видовом уровне, а элементарное явление на этом уровне – изменение генотипического состава популяции; элементарный материал на этом уровне – мутации. Элементарные факторы, действующие на этом уровне: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и естественный отбор. Каждый из этих факторов может оказать то или иное “давление”, т. е. степень количественного воздействия на популяцию, и в зависимости от этого вызывать изменения в генотипическом составе популяции. Популяции и виды всегда существуют в определенной системно организованной природной среде, которая включает в себя и биотические и абиотические факторы. Такие внешние для популяций и видов природные системы образуют еще один уровень организации живого — биогеоценотический.

Биогеоценотический уровень. Популяции разных видов взаимодействуют между собой. В ходе взаимодействия они объединяются в сложные системы – биоценозы. Биоценоз – совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, населяющих участок среды с более или менее однородными условиями существования и характеризующихся определенными взаимосвязями между собой и средой проживания. Компоненты, образующие биоценоз, взаимозависимы. Изменения, касающиеся только одного вида, могут сказаться на всем биоценозе и даже вызвать его распад. Биоценозы входят в качестве составных частей в еще более сложные системы (сообщества) — биогеоценозы. Биогеоценоз (экосистема, экологическая система) – взаимообусловленный комплекс живых и абиотических компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергией. Биогеоценоз – одна из наиболее сложных природных систем. Биогеоценозы – продукт совместного исторического развития видов, различающихся по систематическому положению; виды при этом приспосабливаются друг к другу. Биогеоценозы – среда для эволюции входящих в них популяций. Биогеоценоз – уравновешенная, взаимосвязанная и стойкая во времени система, которая является результатом длительной и глубокой адаптации составных компонентов. Это — весьма динамическая и в то же время устойчивая сообщность. Устойчивость биогеоценоза пропорциональная многообразию его компонентов. Чем многообразнее биогеоценоз, тем он, как правило, устойчивее во времени и пространстве.

Сейчас выделяют и Биосферный уровень. Биосфера – живая оболочка земли, состав, структура и энергетика которой определяется совокупной деятельностью живых организмов. Это единая термодинамическая оболочка Земли, в которой сосредоточена жизнь и осуществляется постоянное взаимодействие всего живого с неорганическим. Она способна поддерживать равновесие между всеми ее составляющими. Биосфера – сбалансированная саморегулирующаяся система. Современная биосфера это результат длительной эволюции всего органического мира и неживой природы.

www.ronl.ru

Реферат: Уровни организации живого

Реферат

Биология

молекулярный живой природа биохимические

Биология - это наука о живом. Это целый комплекс научных дисциплин, изучающих живые организмы, их строение, функционирование, распространение, происхождение и развитие, а также природные сообщества организмов, их связи друг с другом, с неживой природой и человеком. Различные биологические дисциплины изучают живое на разных уровнях его организации. Стольких уровней организации, как в биологии, нет ни в какой другой естественной науке.

Существование и развитие неживой природы определяется сложными физико-химическими процессами, фундаментальными и для живой природы. Однако, с появлением живых организмов (принципиально отличающихся по своим свойствам от тел наживой природы) начинают осуществляться биологические процессы, имеющие специфический характер и подчиняющиеся новым законам - биологическим. Таким образом, физико-химические процессы в живой природе являются фундаментальными, первичными, а биологические, возникающие на их основе, - производными, вторичными.

Признаком живого на молекулярном уровне служат чрезвычайно многообразные органические соединения. Они являются как структурными, так и функциональными компонентами организмов, играя важную роль в процессах обмена веществ и энергии. Основой живого или, другими словами, субстратом жизни являются белки и нуклеиновые кислоты - биополимеры, находящиеся в тесном взаимодействии и взаимозависимости. Белки не только строительный материал живого, они играют важнейшую роль во всех жизненных функциях (в том числе и в процессе синтеза нуклеиновых кислот), выступая в качестве биокатализаторов (белки - ферменты). Нуклеиновые кислоты, в свою очередь, предопределяют структуру всех белков, синтезируемых в организме. Всем живым организмам на Земле присущ универсальный генетический код - каждой из двадцати аминокислот, образующих все белки организма, соответствует определенная последовательность трех нуклеотидов - триплет - в полинуклеотидной цепи.

Таким образом, характерной чертой субстрата жизни является его структурная организация. Живое вещество, построенное из тех же химических элементов, что и неживое, характеризуется чрезвычайной сложностью химических соединений, обусловленной определенной упорядоченностью на молекулярном уровне. Упорядоченность в пространстве сопровождается упорядоченностью во времени, обеспечивающей строгую последовательность процессов, протекающих в живых системах.

Но что же такое жизнь и живое? До сих пор не сформулировано более-менее приемлемого определения жизни.

Классическим определением жизни стала формулировка Ф. Энгельса: «Жизнь - это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка», И далее: «... обмен веществ состоит в поглощении веществ, химический состав которых изменяется, которые ассимилируются организмом и остатки которых выделяются вместе с порожденными в процессе жизни продуктами разложения самого организма». Этот тезис дополняется весьма существенным примечанием самого Ф. Энгельса: «И у неорганических тел может происходить подобный обмен веществ, который и происходит с течением времени повсюду, так как повсюду происходят, хотя бы и очень медленно, химические действия. Но разница заключается в том, что в случае неорганических тел обмен веществ разрушает их, в случае же органических тел он является необходимым условием их существования». Определение Ф. Энгельса намного опередило свое время и можно только поражаться тому, как при состоянии науки того времени ему удалось увидеть главное и указать на самое принципиальное в характеристике сущности живого.

Выдающийся биохимик нашего времени академик В.А.Энгельгардт отмечал, что «в способности живого создавать порядок из хаотического теплового движения молекул состоит наиболее глубокое, коренное отличие живого от неживого. Тенденция к упорядочению, к созданию порядка из хаоса есть ни что иное, как противодействие энтропии». Более образно по этому поводу высказывался выдающийся физик XX века Э. Шредингер: «Живой организм может избегнуть состояния максимальной энтропии, которое представляет собой смерть, только путем постоянного извлечения отрицательной энтропии из окружающей его среды. Отрицательная энтропия вот то, чем организм питается. Или, чтобы выразить это менее парадоксально, существенно в метаболизме то, что организму удается освобождать себя от всей той положительной энтропии, которую он вынужден производить, пока он жив».

Обобщая достижения современного естествознания в области теории открытых диссипативных систем, известный биофизик М.В. Волькенштейн определил живые тела, существующие на Земле, как «открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, состоящие из биополимеров: белков и нуклеиновых кислот». Живое никогда не бывает в состоянии термодинамического равновесия и постоянно совершает работу против достижения равновесия. Термодинамическое равновесие для живого - это смерть.

Но все высказанные выше характеристики и определения живого справедливы в той или иной мере и по отношению ко многим другим неживым неравновесным системам. Кристаллы самовоспроизводятся - наращивают сами себя, многие природные неживые системы с отрицательными обратными связями саморегулируются, вихревые потоковые системы создают порядок из хаоса и производят работу против термодинамического равновесия.

У живых и неживых неравновесных систем нет принципиальных отличий - свойства всех неравновесных систем подчиняются одним и тем же законам, но живые системы являются из всех неравновесных систем самыми сложными:

·Через живые системы постоянно проходят огромные потоки информации - до 1026 бит.

·Живые системы обладают сложнейшей саморегуляцией - только на биохимическом уровне они содержат более 50 тыс отрицательных обратных связей.

·Живые системы представлены огромным биоразнообразием - более 10 млн видов живых организмов.

·Биологические системы обладают удивительно развитыми способностями к изменчивости и прогрессивной эволюции, способностями к самоусложнению ради более эффективного сохранения своего состояния неравновесия.

·Живые системы обладают способностью к опережающему отражению - они активно собирают информацию об окружающей среде и на ее основании предвидят будущие события и выдают опережающие реакции. Они как бы несут в себе элементы будущего в настоящем.

·Живые системы имеют огромное число уровней организации - такого числа нет ни у одной неживой неравновесной системы.

Уровни организации живого

К настоящему времени сложилось представление об уровнях организации живого как конкретном выражении иерархической упорядоченности. Жизнь на Земле представлена организмами определенного строения, принадлежащим к определенным систематическим группам (популяция, вид), а также сообществам разной сложности (биогеоценозы, биосфера). В свою очередь, организмы характеризуются молекулярной, клеточной, тканевой, органной структурностью. Каждый организм, с одной стороны, состоит из единиц подчиненных ему уровней организации (органов, тканей и т.д.), с другой - сам является единицей в составе надорганизменных биологических систем (популяций, видов, биогеоценозов, биосферы в целом).

Существование жизни на всех уровнях определяется структурой низшего уровня. Например, характер клеточного уровня организации определяется молекулярным и субклеточным уровнями; организменного - клеточным, тканевым, органным; популяционно-видового - организменным и т.д. Следует отметить большое сходство дискретных единиц на низших уровнях и все возрастающее различие на высших уровнях.

По подходу к изучению биологических систем выделяют следующие уровни организации живой материи на базе разных способов структурно-функционального объединения составляющих элементов:

Молекулярный уровень. Основу организации на этом уровне представляют 4 азотистых основания, 20 аминокислот, несколько сотен тысяч биохимических реакций, почти все из которых сопряжены с синтезом или разложением АТФ - универсального энергетического компонента живого.

Клеточный уровень. Клетка является минимальной единицей жизни. Все живое состоит из клеток. Основные механизмы воспроизводства жизни работают именно на клеточном уровне. Для одноклеточных организмов этот уровень является также и организменным.

На клеточном уровне функционируют три основных механизма воспроизведения и реализации генетической информации - репликация (удвоение молекулы ДНК), транскрипция (синтез комплементарной РНК на матрице генного участка ДНК) и трансляция (синтез молекулы белка).

Существует так называемая Основная догма молекулярной биологии - она определяет направление потоков передачи генетической информации в клетке. Информация передается от ДНК к ДНК во время репликации; от ДНК к РНК и обратно во время транскрипции и обратной транскрипции; и от РНК к белку во время трансляции. Передача информации от белка к РНК или ДНК НИКОГДА не происходит ни у одного живого организма. Механизмов для такой передачи информации в живой клетке не существует.

Репликация транскрипция трансляция

ДНК ? ДНК ? РНК ? Белок

На клеточном уровне происходит два основных процесса, необходимых для самовоспроизведения жизни - митоз - деление клетки с сохранением числа хромосом и генов, и мейоз - редукционное деление, необходимое для производства половых клеток - гамет. В мейозе также происходит рекомбинация генетического материала клетки - хромосомная и кроссинговерная, дающая рекомбинационную изменчивость.

На клеточном уровне функционируют три основные энергетические цепи, обеспечивающие клетку и организм энергией.

Первый из них - фотосинтез. Это фотолитическое восстановление углерода из углекислого газа, сопряженное с переносом электронов на кислород молекулы воды и высвобождением свободного кислорода. Фотосинтез, которым владеют растения и синезеленые водоросли - практически единственный путь получения всей биосферой энергии и органических соединений (за исключением хемосинтезирующих бактерий, окисляющих соединения серы и др.). При этом используется световая энергия Солнца, поступающая на Землю. Только благодаря фотосинтезу Земля имеет в своей атмосфере свободный кислород. Фотосинтез происходит у растений - в хлоропластах, у синезеленых - в тилакоидах. У растений около 100 генов, кодирующих ферменты, необходимые для осуществления фотосинтеза, находятся в хлоропластном геноме. Остальные несколько сотен необходимых для фотосинтеза генов расположены в ядерном геноме.

Все живые организмы (за исключением анаэробных бактерий) обладают двумя основными механизмами извлечения энергии, запасенной в процессе фотосинтеза в сахарах (глюкоза) и подобным им соединениям. Это гликолиз и окислительное фосфорилирование. В результате этих процессов химическая энергия глюкозы переводится в энергию химической связи в молекуле АТФ - аденозинтрифосфата - универсального поставщика энергии внутри клетки.

Гликолиз - это цепь из нескольких десятков ферментативных реакций, в результате которых глюкоза превращается либо в ацетат - уксусную кислоту, либо в этиловый спирт, или схожие с ними относительно простые соединения. Этот процесс идет без доступа свободного кислорода, в его результате выделяется углекислый газ. Наиболее яркий пример гликолиза - процесс брожения, обеспечиваемый одноклеточными грибами - дрожжами.

Но гораздо более эффективным в смысле получения энергии оказывается окислительное фосфорилирование. Этот процесс идет в биохимическом цикле, называемом циклом Кребса, или циклом трикарбоновых кислот. В цикле Кребса потребляется свободный кислород атмосферы и глюкоза окисляется им до углекислого газа и воды. Происходит полное сгорание глюкозы. В цикле Кребса на одну молекулу глюкозы синтезируется в 14 раз больше молекул АТФ, чем при гликолизе. Цикл Кребса происходит на мембранах митохондрий - особых клеточных органелл, также, как и хлоропласты, имеющих свой собственный геном. Но в геноме митохондрий находится только около десятка генов, кодирующих ферменты окислительного фосфорилирования. Остальные несколько десятков генов - до ста, необходимых для этого процесса, давно в процессе эволюции были перенесены в ядерный геном.

Тканево-органный уровень. Ткань - совокупность клеток <#"justify">

Репликацию ДНК осуществляет фермент ДНК-полимераза. Этот фермент способен наращивать ДНК только на 3?- конце. Молекула ДНК антипараллельна, разные ее концы называются 3?-конец и 5? - конец. При синтезе новых копий на каждой нити одна новая нить удлиняется в направлении от 5? к 3? , а другая - в направлении от 3? к 5-концу. Однако 5? конец ДНК-полимераза наращивать не может. Поэтому синтез одной нити ДНК, той, которая растет в "удобном" для фермента направлении, идет непрерывно (она называется лидирующая или ведущая нить), а синтез другой нити осуществляется короткими фрагментами (они называются фрагментами Оказаки в честь ученого, который их описал). Потом эти фрагменты сшиваются, и такая нить называется запаздывающей, в целом репликация этой нити идет медленней. Структура, которая образуется во время репликации, называется репликативной вилкой.

Если мы посмотрим на реплицирующуюся ДНК бактерии, а это можно наблюдать в электронном микроскопе, мы увидим, что у нее вначале образуется "глазок", затем он расширяется, в конце концов, вся кольцевая молекула ДНК оказывается реплицированной. Процесс репликации происходит с большой точностью, но не абсолютной. Бактериальная ДНК-полимераза делает ошибки, то есть вставляет не тот нуклеотид, который был в матричной молекуле ДНК, примерно с частотой 10-6. У эукариот ферменты работают точнее, так как они более сложно устроены, уровень ошибок при репликации ДНК у человека оценивается как 10-7 - 10 -8 . Точность репликации может быть разной на разных участках геном, есть участки с повышенной частотой мутаций и есть участки более консервативные, где мутации происходят редко. И в этом следует различать два разных процесса: процесс появления мутации ДНК и процесс фиксации мутации. Ведь если мутации ведут к летальному исходу, они не проявятся в следующих поколениях, а если ошибка не смертельна, она закрепится в следующих поколениях, и мы сможем ее проявление наблюдать и изучить. Еще одной особенностью репликации ДНК является то, что ДНК-полимераза не может начать процесс синтеза сама, ей нужна «затравка». Обычно в качестве такой затравки используется фрагмент РНК. Если речь идет о геноме бактерии, то там есть специальная точка называемая origin (исток, начало) репликации, в этой точке находится последовательность, которая распознается ферментом, синтезирующим РНК. Он относится к классу РНК-полимераз, и в данном случае называется праймазой. РНК-полимеразы не нуждаются в затравках, и этот фермент синтезирует короткий фрагмент РНК - ту самую «затравку», с которой начинается синтез ДНК.

Транскрипция. Транскрипция - синтез РНК на ДНК, то есть синтез комплементарной нити РНК на молекуле ДНК осуществляется ферментом РНК-полимеразой. У бактерий, например, кишечной палочки - одна РНК-полимераза, и все бактериальные ферменты очень похожи друг на друга; у высших организмов (эукариотов) - несколько ферментов, они называются РНК-полимераза I, РНК-полимераза II, РНК-полимераза III, они также имеют сходство с бактериальными ферментами, но устроены сложнее, в их состав входит больше белков. Каждый вид эукариотической РНК-полимеразы обладает своими специальными функциями, то есть транскрибирует определенный набор генов. Нить ДНК, которая служит матрицей для синтеза РНК при транскрипции называется смысловой или матричной. Вторая нить ДНК называется некодирующей (комплементарная ей РНК не кодирует белки, она "бессмысленная").

В процессе транскрипции можно выделить три этапа. Первый этап - инициация транскрипции - начало синтеза нити РНК, образуется первая связь между нуклеотидами. Затем идет наращивание нити, ее удлинение - элонгация, и, когда синтез завершен, происходит терминация, освобождение синтезированной РНК. РНК-полимераза при этом «слезает» с ДНК и готова к новому циклу транскрипции.

РНК-полимераза связана с ДНК перед расплетенным участком. Этот участок называется передним дуплексом ДНК, его размер - 10 пар оснований. Полимераза связана также с более длинной частью ДНК, называемой задним дуплексом ДНК. Размер матричных РНК, которые синтезируют РНК-полимеразы у бактерий, могут достигать 1000 нуклеотидов и больше. В эукариотических клетках размер синтезируемых ДНК может достигать 100000 и даже нескольких миллионов нуклеотидов. Правда, неизвестно, существуют ли они в таких размерах в клетках, или в процессе синтеза они могут успеть процессировать.

Элонгационный комплекс довольно стабилен, т.к. он должен выполнить большую работу. То есть, сам по себе он с ДНК не «свалится». Он способен перемещаться по ДНК со скоростью до 50 нуклеотидов в секунду. Этот процесс называется перемещение (или, транслокация).

В результате траскрипции образуется нить одноцепочечной РНК, которая отходит от ДНК-РНК-полимеразного комплекса и по пути к рибосомам цитоплазмы (где происходит трансляция - синтез белка) подвергается дальнейшему процессингу (разрезание на части, обрезание концов и вырезание некодирующих частей).

Трансляция. Перейдем к трансляции - синтезу белков. Трансляция происходит на рибосомах и катализируется ими. Рибосома состоит из двух субчастиц: большой и малой.

Каждая субчастица состоит из нескольких десятков белков. Белки в рибосоме держатся на каркасе, состоящем из рибосомной РНК. Формирование рибосомы начинается с того, что рибосомная РНК сворачивается и на нее в определенном порядке начинают налипать белки. На рисунке представлена рибосомная РНК. В ней самокомплементарные участки нити РНК спариваются, образуя шпильки (вторичная структура), и затем РНК сворачивается (третичная структура РНК), образуя каркас субчастиц.

Еще один вид РНК, участвующей в синтезе белка, это транспортная РНК (т-РНК). Молекулы т-РНК относительно небольшие (по сравнению с рибосомной или матричной РНК). Для каждой из 20 аминокислот существует своя транспортная РНК. Все т-РНК имеют общую вторичную структуру. За счет спаривания комплементарных участков молекулы т-РНК образуется три "стебля" с петлями на концах и один "стебель", образованный 5'- и 3'-концами молекулы т-РНК (иногда образуется еще дополнительная пятая петля). Изображение этой структуры похоже на крест или клеверный лист. "Голова" на этом листе представлена антикодонной петлей, здесь находится антикодон - те три нуклеотида, которые комплементарно взаимодействуют с кодоном в м-РНК. Противоположный антикодонной петле стебель, образованный концами молекулы, называется акцепторным стеблем - сюда присоединяется соответствующая аминокислота. Распознают подходящие друг другу т-РНК и аминокислоты специальные ферменты, называемые аминоацил-т-РНК синтетазами. Для каждой аминокислоты есть своя аминоацил-т-РНК-синтетаза.

На рибосоме находится матричная РНК (м-РНК). С кодоном (тремя нуклеотидами) м-РНК комплементарно связан антикодон транспортной РНК, на которой висит остаток аминокислоты. На рисунке видна такая структура (т-РНК вместе с аминокислотой, которая называется аминоцил-т-РНК).

Процесс трансляции, также как и процесс транскрипции, связан с перемещением вдоль молекулы нуклеиновой кислоты, разница в том, что рибосома шагает на три нуклеотида, в то время как РНК-полимераза - на один.

Аминоцил-т-РНК входит в рибосому, комплементарно связываясь с кодоном м-РНК, затем происходит реакция при которой аминокислотные остатки связываются друг с другом, а т-РНК удаляется.

"Словарь" для перевода с языка нуклеотидов на язык аминокислот называется генетическим кодом. Аминокислот - 20, нуклеотидов - 4, число комбинаций из 4 по 2 = 16, а аминокислот 20, поэтому кодировка не двух, а трехбуквенная, каждая тройка называется кодоном. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами в м-РНК (которая, в свою очередь, кодируется ДНК).

В таблице на рисунке боковые столбцы кодируют левую и правую букву кодона, верхняя строка - среднюю. Например, кодон AUG кодирует аминокислоту метионин. Число комбинаций из 4 по 3 = 64, то есть некоторые аминокислоты кодируются несколькими кодонами. Три кодона не кодируют никакую аминокислоту, они называются терминирующими. Когда они попадаются в м-РНК, рибосома прекращает свою работу и готовая полипептидная цепь выбрасывается наружу.

Генетический код универсален. Он один и тот же у всех живых организмов. Есть небольшие отличия в генетическом коде митохондрий и коде археобактерий.

Митоз и Мейоз. При подготовке к делению клетки происходит репликация ДНК, каждая хромосома, состоящая из одной молекулы ДНК, реплицируется, и возникают две новые хромосомы - молекулы ДНК, идентичные родительской. Удвоенные хромосомы остаются связанными в районе центромеры - там наблюдается недорепликация ДНК. После репликации ДНК конденсируется, хромосомы приобретают более компактную укладку, и в таком состоянии их можно увидеть в световом микроскопе. Между делениями эти хромосомы не столь конденсированы и в большей степени расплетены. Две сестринские хроматиды, соединенные в центромерном районе недореплицированным участком, приобретают вид буквы Х.

Процесс деления, при котором исходно диплоидная клетка дает две дочерние, также диплоидные, клетки, называется митозом. Имеющиеся в клетке хромосомы удваиваются, выстраиваются в клетке, образуя митотическую пластинку, к ним прикреплены нити веретена деления, которые растягиваются к полюсам клетки и клетка делится на две дочерние, каждая из которых содержит копию исходного набора хромосом.

При образовании гамет, т.е. половых клеток - сперматозоидов и яйцеклеток - происходит деление клетки, называемое мейозом. Исходная клетка имеет диплоидный набор хромосом - 2n. Происходит репликация ДНК каждой хромосомы, как и при митозе. Но, если при митозе в каждой хромосоме хроматиды просто расходятся, то при мейозе перед первой стадией деления - редукционной стадией - хромосома, состоящая из двух хроматид, коньюгирует, то есть приходит в тесный контакт с другой, гомологичной ей хромосомой, также состоящей из двух хроматид, и происходит кроссинговер - обмен гомологичными участками хромосом. Затем гомологичные хромосомы - каждая из них реплицирована, то есть состоит из двух хроматид - с обмененными между собой участками расходятся и образуются клетки с гаплоидным набором хромосом, но генный (алллельный) состав этих хромосом уже отличается от материнского. В этих клетках произошла рекомбинация генов. Второе деление мейоза происходит без нового синтеза ДНК, и является чисто митотическим.

В результате мейоза возникает четыре гаплоидных клетки - гаметы, каждая из которых уже несет перетасованный между гомологами, обновленный набор хромосом. Это так называемая рекомбинационная изменчивость - во-первых, происходит случайное расхождение материнских и отцовских гомологов, во-вторых, за счет кроссинговера хромосомы обмениваются гомологичными участками. В результате этих двух процессов в гаметах возникают новые комбинации аллелей генов. Третий этап рекомбинационной изменчивости происходит во время оплодотворения. Случайная отцовская гамета сливается со случайной материнской, в результате возникает зигота, прошедшая три стадии рекомбинационной изменчивости.

Литература

1.Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания: Курс лекций. 4-е изд., стер. - СПб: Издательство «Лань», М.: ООО Издательство «Омега-Л», 2008. - 224с.

.Горбачев В.В. Концепции современного естествознания: Учеб.пособие для студентов вузов. - М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Издательство «Мир и образование», 2007. - 592с.

.Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2007. - 670с.

.Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. - Основной курс в вопросах и ответах: Учебное пособие. 2-е изд. испр. и доп. - Новосибирск: Сиб-е ун-е изд-во, 2008. - 592с.

.Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие. 7-е изд, испр. и доп. - М.: Издательский Центр «Академия», 2009. - 608с.

.Концепции современного естествознания: Учебник для вузов /Под ред В.Н. Лавриненко, В.П Ратникова. - 3-е изд., перераб. и доп.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009. - 317с.

.Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ, 2007. - 287с.

.Свиридов В.В. Концепции современного естествознания: Учебное пособие.- 2-изд. - СПб.: Питер, 2009. - 349с.

dodiplom.ru

Уровни организации живой материи. Методы биологии | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, конспект, сочинение, ГДЗ, тест, книга

Вопрос 1. Как вы считаете, в чем заключается необходимость выделения различных уровней ор­ганизации живой материи?

В процессе эволюции происходило посте­пенное усложнение организации живой мате­рии, причем по мере образования очередного уровня предыдущий входил в него как состав­ная часть. В результате окружающий нас мир живых существ представляет собой совокуп­ность биологических систем разной степени сложности. Это и обуславливает необходи­мость выделения различных уровней органи­зации живой материи. Чрезвычайно важно также то, что объединение нескольких систем, принадлежащих к одному уровню (например, клеток), дает не просто арифметическую сум­му их свойств. Происходит подъем на качест­венно более высокую ступень, и новая система обладает расширенными возможностями и способностями (ткань, многоклеточный орга­низм).

Вопрос 2. Перечислите и охарактеризуйте уровни организации живой материи.

Обычно выделяют восемь уровней органи­зации живого.

Молекулярно-генетический уровень. Это уровень макромолекул: нуклеиновых кис­лот, углеводов, белков и других органических веществ. На этом уровне начинаются важней­шие биологические процессы: кодирование и передача наследственной информации, обмен веществ, превращение энергии.

Клеточный уровень. Клетка — это струк­турно-функциональная единица живого. Про­цессы, происходящие в клетке, лежат в осно­ве роста и развития живых организмов.

Тканевый уровень. Ткань — это сово­купность клеток, сходных по строению, про­исхождению и выполняемой функции. В со­став ткани входит также межклеточное ве­щество.

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 (реже — две) преобладает.

Организменный (онтогенетический) уровень. Организм — целостная одноклеточ­ная или многоклеточная живая система, спо­собная к самостоятельному существованию и поддержанию гомеостаза (т. е. постоянства внутренней среды). Многоклеточный орга­низм представляет собой совокупность тканей и органов.

Популяционно-видовой уровень. Вид — это совокупность особей, сходных по стро­ению, имеющих общее происхождение, сво­бодно скрещивающихся между собой и даю­щих плодовитое потомство. На этом уровне под действием эволюционных факторов осу­ществляется процесс видообразования. Попу­ляция — это совокупность особей одного вида, в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений) населяющих оп­ределенную территорию внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и час­тично или полностью изолированных от дру­гих подобных совокупностей.

Биогеоценотический (Экосистемный) уровень. Биогеоценоз — исторически сложив­шаяся совокупность организмов разных ви­дов, взаимодействующая со всеми факторами их среды обитания.

Биосферный (глобальный) уровень. Био­сфера — биологическая система высшего ран­га, охватывающая все явления жизни в атмо­сфере, гидросфере, литосфере и объединяю­щая все экосистемы в единый комплекс. На этом уровне происходят вещественно-энерге­тические круговороты, связанные с жизнеде­ятельностью всех живых организмов, обитаю­щих на Земле.

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

Понятие «макромолекула» совпадает с хи­мическим определением полимера. Макромо­лекулы состоят из большого числа (сотен, тысяч и более) повторяющихся элементов-звеньев. Важнейшими макромолекулами, входящими в состав живых организмов, являются нукле­иновые кислоты, белки и углеводы (полисаха­риды). К макромолекулам можно отнести так­же, например, каучук — углеводород, входя­щий в состав латекса (сока дерева гевеи). Наиболее распространенными на нашей пла­нете макромолекулами являются полисахари­ды целлюлоза и хитин.

Вопрос 4. Как проявляются свойства живого на различных уровнях организации?                      

Для всех уровней организации живой мате­рии на Земле характерно единство химическо­го и биохимического состава; обязательно при­сутствие основных макромолекул (см. ответ на вопрос 3). Каждый уровень представляет со­бой целостную систему, состоящую из взаимо­связанных и взаимодействующих элементов. Наличие этого взаимодействия обеспечивает саморегуляцию системы, ее рост, развитие и общее увеличение биомассы (размножение). Наконец, на любом уровне организации жи­вой материи мы наблюдаем процессы обмена веществ и энергии с окружающей средой, а также способность отвечать на изменения окружающего мира и приспосабливаться к ним. Конечно, клетка и экосистема по-раз­ному отвечают, например, на повышение тем­пературы или сезонные изменения освещен­ности, но сам принцип реагирования (раздра­жимости) присущ живой материи на любой ступени ее организации.

Вопрос 5. Какие методы исследования живой материи вы знаете?

Перечислим основные методы исследова­ния живых объектов. Материал с сайта //iEssay.ru

Метод наблюдения и связанный с ним описательный метод основаны на сборе фактического материала. С их применения на­чинается большинство биологических иссле­дований. Особое значение эти методы имеют, например, для анатомических дисциплин (изучение строения организма человека, рас­тений, животных).

Сравнительный метод позволяет, сопо­ставляя разные организмы, выявлять их сход­ство и различие. Благодаря этому методу были заложены основы систематики растений и жи­вотных, создана клеточная теория.

Исторический метод позволяет выявить закономерности появления организмов, их развития, усложнения структуры и функций. Он имеет ключевое значение для теории эво­люции, эмбриологии (науки об индивидуаль­ном развитии организмов).

Экспериментальный метод в настоя­щее время, пожалуй, наиболее актуален. Уче­ный, использующий экспериментальный ме­тод, активно влияет на организм, помещая его в те или иные условия, оказывая на него различные воздействия и изучая ответные ре­акции.

Метод компьютерного моделирования незаменим для исследования биологических процессов, воссоздать которые в реальности очень сложно либо вообще невозможно. С по­мощью моделирования можно, например, за несколько дней оценить действие на организм сотен лекарственных препаратов и выбрать наиболее эффективный. На аналогичные экс­периментальные исследования ушли бы мно­гие месяцы.

• уровни организации живой материи краткое содержание
• биология в моей жизни сочинение
• как связаны различные уровни организации живой материи
• уровни организации макромолекул
• охарактеризуйте уровни организации живой матери

iessay.ru

Реферат - Уровни организации живой природы 2

Уровни организации живой материи.

Живая материя представляет иерархию взаимосвязанных и взаимоподчиненных уровней организации. Иначе говоря — жизнь имеет многоуровневую организацию.

Между прочим, это означает, что любая система может рассматриваться как элемент более высокого уровня организации и, наоборот, элемент представляет систему для более низких уровней организации. То есть каждый уровень является одновременно и системой и элементом. Например, человек как организм является системой, состоящей из элементов-органов, и в то же время он сам является элементом — членом определенной популяции людей. Такой подход справедлив к любому живому объекту.

В целом же принято рассматривать четыре уровня организации живых систем, что в значительной степени условно, так как в них можно выделить множество подуровней (табл. 1).

Таблица 1 (к сегменту 6).

Уровни и подуровни организации живых систем

Обозначенные в таблице уровни и подуровни представляют так называемые логические системы, они отражают сложность и иерархию структурно-функциональной организации биосистем в настоящее время. Кроме того, можно выделить исторические системы, условные объединения организмов, начиная с популяций, отражающие историю их происхождения и развития в ходе эволюции. Это — вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство, империя.

Дадим краткую характеристику структурно-функциональных (логических) уровней организации живых систем.

На уровне макромолекул степень сложности систем, по сравнению с обычными молекулами, растет. Однако этот уровень еще не достаточен для возникновения полноценной жизни.

Макромолекулами принято называть очень крупные, обычно полимерные (многозвенные) молекулы. В живых организмах различают четыре типа макромолекул: углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты (рис. 2). Они образуют химическую основу клеток, хотя некоторые углеводы и белки входят также в состав межклеточного вещества, обычно вместе с солями (основное вещество хряща, кости).

Рис. 2. Структура основных макромолекул.

Углеводы бывают простые — моносахариды (такие как глюкоза, лактоза) и сложные — полисахариды, образованные сотнями и тысячами соединенных моносахаридов. Некоторые полисахариды выполняют опорную функцию — целлюлоза (клетчатка) у растений, хитин у раков, насекомых, грибов. Но в основном углеводы используются как топливо для получения энергии (см. Тему 2).

Липиды, или жироподобные вещества, имеют длинные «хвосты» из углеродно-водородных единиц, прикрепленные к «головке» — видоизмененной молекуле глицерина. Хвосты отталкивают воду (гидрофобны), поэтому два слоя липидных молекул, обращенные друг к другу хвостами, образуют водо- и иононепроницаемую пленку — мембрану. Из мембран построены оболочки клеток и некоторых внутриклеточных органоидов. Кроме того, липиды, как и углеводы, заключают в себе много энергии и используются в качестве топлива.

Белки — основные биополимеры, так как выполняют большинство жизненных функций (см. Тему 2). Белковая цепь — полипептид — сложена из большого числа (50-100-500 и более) мономеров — аминокислот (включают аминогруппу -Nh3 и кислотную группу -COOH). Имеется 20 разновидностей аминокислот, и чередование их беспорядочно (но строго определенно для каждого вида белка), так что возможное разнообразие белковых цепей бесконечно велико, что и дает возможность белкам выполнять очень разные функции. Наибольшим разнообразием отличаются белки-ферменты — катализаторы биохимических реакций.

Нуклеиновые кислоты (от латинского nuсleus — ядро) впервые были выделены из клеточных ядер и представляют самые сложные макромолекулы. Различают дезоксирибонуклеиновую кислоту — ДНК и рибонуклеиновую кислоту — РНК. ДНК — двухцепочечный полимер, РНК — одноцепочечный. Мономерами в обоих случаях являются довольно крупные и сложные молекулы — нуклеотиды. ДНК хранит информацию о структуре всех клеточных белков, РНК способствует ее реализации в момент синтеза новых белков (подробнее об этом см. Тему 3). Фрагмент ДНК, кодирующий структуру одной молекулы белка, называетсягеном .

Макромолекулы обычно объединяются в макромолекулярные комплексы, или даже в особые структуры, называемые органоидами клетки (по аналогии с органами сложного организма). Типичными органоидами являются рибосомы — элементарные структуры, ведущие синтез белка, миофибриллы — сократимые нити в мышечных клетках, митохондрии — производители клеточной энергии, хромосомы — хранители ДНК, то есть генов.

Макромолекулы и их комплексы, гены, клеточные органоиды отвечают за отдельные свойства жизни — наследственность, синтезы, движение, энергетический обмен и др., но и эти свойства могут проявляться только в системе целостной клетки. Даже вирусы, которые считаются внеклеточными формами жизни, вне клетки представляют фактически макромолекулярные кристаллы, не способные размножаться, синтезировать белки, усваивать энергию. Поэтому некоторые ученые вообще не считают вирусы живыми образованиями.

Таким образом, отдельные молекулярно-генетические структуры не обеспечивают того критического уровня сложности, который можно было бы назвать полноценной жизнью.

Онтогенез — это индивидуальное развитие организма, начиная от одной клетки (зиготы, образующейся при слиянии яйцеклетки и сперматозоида) до взрослого многоклеточного существа со множеством специализированных тканей и органов. Необходимость объединения этих подуровней в один онтогенетический уровень вызвана двумя причинами. Во-первых, зигота — по сути обычная клетка — уже представляет организм, хотя и на одноклеточной стадии развития. Во-вторых, в природе существуют не только многоклеточные, но и одноклеточные организмы как животного, так и растительного свойства — амеба, инфузория, эвглена, хлорелла и др. Бактерии — особо мелкие и безъядерные (прокариотные) клетки — тоже самостоятельные организмы, хотя живут обычно колониями. Так что понятия «клетка» и «организм» в определенных случаях совпадают.

Из сказанного следует очень важный вывод: клетка является наименьшей, то естьэлементарной живой системой, так как ей присущи все свойства живого организма, свойства жизни как явления. Клетка, как и многоклеточный организм способна питаться, поглощать энергию, синтезировать вещества, двигаться, реагировать на раздражители, размножаться, приспосабливаться и д.т. Этому способствует достаточно высокая степень структурной дискретности — внутреннее расчленение клетки на органоиды, изолированные отсеки — особенно выраженная у высших, эукариотных клеток (рис. 3).

Рис. 3. Схема организации про- и эукариотной клеток.

Существует нерешенная проблема клеточного уровня (подуровня), связанная с наличием в природе двух типов клеточной организации — прокариот и эукариот. Прокариоты (доядерные) — это мелкие (около 1 мкм) клетки, не имеющие ядра и других органоидов, типичных для эукариот. Наследственное вещество — ДНК — лежит свободно в цитоплазме, а прочие функциональные блоки тоже представлены небольшими макромолекулярными комплексами без оболочек. К прокариотам относятся все бактерии и так называемые сине-зеленые водоросли.Эукариоты (с настоящим ядром) — крупные (10-50 и более мкм) клетки, в которых ДНК в форме хромосом заключена в ядре и большинство рабочих структур, ферментов организовано в изолированных органоидах. Изолирующую роль для ядра и органоидов выполняют такие же липидно-белковые мембраны, как и мембрана клеточной поверхности. Эукариотную организацию имеют одноклеточные простейшие (амеба, инфузория и другие) и клетки многоклеточных организмов: грибов, растений, животных, включая человека. Суть проблемы не в размерных и даже не в структурных различиях двух типов клеток, а в том, что некоторые органоиды эукариотных клеток, такие как митохондрии и хлоропласты, похожи на прокариот — бактерий и сине-зеленых водорослей. Они имеют собственную ДНК, аппарат синтеза белка (рибосомы), систему энергообеспечения и, таким образом, мало зависят от других структур клетки, в частности от ядерной ДНК. На этом основании разработана симбиотическая гипотеза о происхождении эукариотной клетки на основе симбиоза (взаимовыгодного объединения) некогда самостоятельных прокариотных клеток. В таком случае про- и эукариотные клетки не только по уровню сложности, но и по происхождению должны представлять разные — низший и высший — подуровни клеточного уровня организации. Этот пример показывает, что приведенная и общепринятая система уровней организации жизни не отражает всей сложности отношений между уровнями и подуровнями. Да и число подуровней можно увеличить, поскольку иерархическая сложность систем на самом деле значительно богаче.

Ткани и органы представляют основные промежуточные подуровни между клеткой и организмом. Естественно, что эти подуровни можно выделить только у многоклеточных животных, растений, грибов.

Например, у человека различают эпителиальную (покровную) ткань, мышечную, нервную и соединительную (рыхлую, плотную, хрящевую, костную, кровь и лимфу). Ткани состоят из клеток и межклеточного связующего вещества. Органы состоят из разных тканей. Так, сердце кроме основной мышечной ткани включает рыхлую соединительную, кровь, нервные элементы и эпителиальные оболочки. Головной мозг наряду с нервными клетками содержит питающие их кровеносные сосуды, желудочки, выстланные специальным эпителием. Многие органы объединены в системы органов (пищеварительную, кровеносную и др.).

Наконец, многоклеточныйорганизм, как и отдельная клетка, представляет законченный и устойчивый уровень биологической организации. Организм, или особь, способен к самостоятельному существованию, размножению и развитию .

Вид — важнейшая биологическая категория, которая определяется как совокупность особей (организмов), обладающих наследственным сходством по морфологическим, физиологическим, генетическим, эколого-географическим признакам, способных свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство. Со времен Карла Линнея (выдающийся шведский натуралист 18 века) биологические виды обозначаются двойным наименованием на латинском языке — первое слово обозначает род, второе — вид. Например, Phaseolus vulgaris — фасоль обыкновенная, Passer domesticus — воробей домовый, Homo sapiens — человек разумный.

Главное в определении вида (его главный критерий) — способность особей скрещиваться и, более того, оставлять плодовитое потомство. В диких условиях особи разных видов не скрещиваются. Искусственно можно скрестить лошадь и осла, но их потомство — мул — бесплодно. Так что лошадь и осел — разные виды.

Каждый вид занимает на Земле определенный ареал — территорию или акваторию (эколого-географический критерий вида). Иногда это — небольшой, изолированный участок, например, Манчжурская тайга для амурского тигра. Такие виды называют эндемичными, или эндемиками. В других случаях вид распространен по всему земному шару — виды-космополиты. Чаще ареал вида бывает разорван, вид существует отдельными группировками — популяциями.

Популяция — некоторая изолированная совокупность особей одного вида, длительное время населяющая определенный ареал и способная к свободному скрещиванию. Кроме ареала популяция имеет и определенную экологическую нишу. Если ареал — это адрес популяции, то экологическая ниша — ее образ жизни: состав пищи, враги, водный режим, ярус леса и т.п. Но главное качество популяции как единицы воспроизведения и эволюции биологических видов — доступность ее особей к свободному скрещиванию, то есть свободная комбинаторика родительских генов. Постепенное расхождение генетической структуры популяций рождает новые виды. Поэтому иногда трудно провести грань между популяцией и видом, поэтому эти категории и рассматриваются в рамках одного уровня организации (подробнее см. тему 5).

На этом уровне рассматриваются экологические системы: сообщество, биогеоценоз, биосфера.

Сообщество - совокупность популяций разных видов на определенной территории. Обычно специалисты (ботаники, зоологи, микробиологи) выделяют в сообщества объекты определенной категории: растительное сообщество — фитоценоз, сообщество животных — зооценоз, микроорганизмов — микробоценоз. Тогда совокупность всех совместно обитающих сообществ разных видов, представленных на ареале отдельными популяциями, образует высшее сообщество — биоценоз . Популяции разных видов в сообществе или биоценозе тесно взаимодействуют на основе разделения пищи и ярусов, взаимного использования продуктов обмена, отношений хищник-жертва, паразит-хозяин и т. д.

Любое живое сообщество, весь биоценоз способны существовать в определенных условиях внешней среды. Для наземных сообществ это — почва определенного типа, температура, влажность, освещенность; для водных — минеральный состав, соленость и аэрация воды, те же температура и освещенность, глубина, течения и др.Совокупность этих неживых (абиотических) факторов среды обитания сообществ обозначается как биотоп (дословно — место жизни).

Важнейшее обобщение современной экологии состоит в том, что неживая среда и населяющий ее биоценоз обмениваются веществом и энергией, находятся в тесном взаимодействии, поэтому биотоп и биоценоз складываются в единую систему — биогеоценоз . Биогеоценозы — это естественные (природные) экосистемы: лесные, степные, болотные, озерные, речные, морские и др. Но человек создает и искусственные экосистемы — в частности, агроценозы (сельскохозяйственные плантации, птицефабрики, животноводческие фермы и т.п.), аквариумы и рыборазводные пруды, очистные сооружения со специально подобранными сообществами микробов, водорослей, моллюсков-фильтраторов, наконец, космические станции с уникальным внутренним климатом и биологическим равновесием.

Высшим экосистемным объединением на Земле является биосфера - земная оболочка, населенная живыми существами .Основоположником учения о биосфере Земли является выдающийся российский натуралист и философ Владимир Иванович Вернадский (1863-1945). Основная мысль этого учения и созданной Вернадским науки биогеохимии состоит в том, что живой и неживой мир нашей планеты един, организмы и компоненты среды связаны обменом (круговоротом) веществ и энергии. Вершиной творческого наследия Вернадского является его представление о ноосфере — биосфере, обогащенной разумом человека. Разумная деятельность людей активно преобразует состав биосферы и становится все более важным фактором ее необратимой эволюции. Только к концу 20 века человечество начало понимать эту простую истину и задумалось над тем, как сохранить существующее равновесие.

Существуют ли живые системы более высоких уровней организации, чем биосфера Земли? Другими словами — существует ли жизнь вне Земли, в каких-нибудь дальних или ближних космических системах? И совсем тривиально — есть ли жизнь на Марсе? Наука пока не знает ответа на эти вопросы. Ученые предполагают, что по крайней мере на Марсе — ближайшей к нам планете — есть условия если не для жизни, то для переживания простых организмов типа бактерий в состоянии спор. При похожих условиях в ледяных толщах Антарктиды обнаружены микроорганизмы. Но Антарктида когда-то была ближе к экватору Земли, в составе единого материка Гондваны, и жизнь сохранилась здесь от давних времен. Существует ли жизнь на Марсе — должны показать ближайшие исследования этой планеты, в частности, планируемая на начало нового века экспедиция американских астронавтов.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат на тему режущие инструменты
• 
  Аварии на железнодорожном транспорте реферат
• 
  Человек как субъект деятельности реферат
• 
  Реферат на тему мучные изделия
• 
  Реферат социальная роль физической культуры
• 
  Реферат на тему историческая карта
• 
  Реферат на тему гигиена подростков
• 
  Реферат блюда из макаронных изделий
• 
  Наука как система знания реферат
• 
  Средства обучения и воспитания реферат
• 
  Экологические факторы реферат по биологии