Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение 2
• 1. Уровни организации живых систем 3
• 1.1 Молекулярно-генетический уровень 3
• 1.2 Онтогенетический уровень 4
• 1.3 Популяционно-видовой уровень 6
• 1.4 Биосферный уровень 9
• Заключение 11
• Список использованной литературы 13

Введение

Тема контрольной работы «Концепция уровней биологических структур и организация живых систем».

Системно-структурные уровни организации многообразных форм живого достаточно многочисленны. Среди них: молекулярный, клеточный, тканевой, органный, онтогенетический, популяционный, видовой, биогеоценотический, биосферный. Могут быть выделены и другие уровни.

В 1944 г. О. Эвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Карти определили, что носителем свойства наследственности является ДНК. С этого времени и начался бурный, неудержимый, лавинообразный рост молекулярной биологии. Расшифровка структуры ДНК была великой революцией в молекулярной биологии. Это открытие явилось ключом к пониманию того, что происходит в гене при передаче наследственных признаков.

Термин «онтогенез» ввел в науку известный немецкий биолог Э.Геккель, автор знаменитого биогенетического закона, согласно которому онтогенез в краткой форме повторяет филогенез. Это означает, что отдельный организм в своем индивидуальном развитии в сокращенной форме повторяет историю рода. Видяпин В. И. Бакалавр экономики. Хрестоматия в трех частях. - М.: Триада, 2001. - с. 75

Сам термин «популяция» был введен одним из основателей генетики -- Вильгельмом Иогансеном (1857--1927), который с его помощью обозначал генетически неоднородную совокупность организмов от однородной, которую он называл «чистой линией».

Биосферный уровень включает всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом Э.Зюссом в 1875 г., а учение о биосфере создал русский ученый академик В.И. Вернадский. Лось В. А. Основы современного естествознания (концепции, теории, проблемы). - М.: ИНФРА-М, 2000. - с. 96

1. Уровни организации живых систем

Структурный, или системный анализ обнаруживает, что мир живого чрезвычайно разнообразен, имеет сложную структуру.

1.1 Молекулярно-генетический уровень

Молекулярный уровень составляет предмет молекулярной биологии, одной из важнейших проблем которой является изучение механизмов передачи генной информации и развитие генной инженерии и биотехнологии. Лавриненко В. Н. Концепции современного естествознания. - 2-е изд. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2000. - с.183

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.

Молекулы ДНК играют роль кода, в котором как бы «зашифрованы» все синтезы белковых молекул в клетках организма. Более того, оказалось, что все биологические организмы, известные нам на Земле, используют одинаковый генетический код.

В настоящее время молекулярной биологией успешно дешифруется заложенный в структуре нуклеиновых кислот код, служащий матрицей при синтезе специфических белковых структур. Найдыш В. М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики, 2003. - с. 365

1.2 Онтогенетический уровень

Следующий, более сложный и комплексный уровень организации жизни на Земле - онтогенетический.

Сам термин «онтогенез» ввел в науку известный немецкий биолог Э.Геккель, автор знаменитого биогенетического закона, согласно которому онтогенез в краткой форме повторяет филогенез. Это означает, что отдельный организм в своем индивидуальном развитии в сокращенной форме повторяет историю рода. Видяпин В. И. Бакалавр экономики. Хрестоматия в трех частях. - М.: Триада, 2001. - с. 75

Онтогенетический уровень связан с жизнедеятельностью отдельных биологических особей, дискретных индивидуумов. Индивид, особь - неделимая и целостная единица жизни на Земле. В многобразной земной органической жизни особи имеют различное морфологическое содержание. Здесь - и одноклеточные, состоящие из ядра, цитоплазмы, множества органелл и мембран, макромолекул и т. д. Здесь - и многоклеточная особь, образованная из миллионов и миллиардов клеток. Сложность многоклеточных особей неизмеримо выше сложности одноклеточных. Но и одноклеточная и многоклеточная особи обладают системной организацией и регуляцией и выступают как единое целое.

Причем, важно то, что характеристика особи не может быть исчерпана рассмотрением физико-химических свойств макромолекул, входящих в его состав. Разделить особь на части без потери «индивидуальности» невозможно. Это позволяет выделить онтогенетический уровень как особый уровень организации жизни. Таким образом, 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 представляет собой совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом за весь период жизни. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. - Ростов н/Д: изд-во Феникс, 2003. - с.35

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, присособление к среде в пределах особи и др. Многие отрасли биологии изучают процессы и явления, происходящие в особи, согласованное функционирование ее органов и систем, механизм их работы, роль в жизнедеятельности организма, взаимоотношение органов, поведение организмов, приспособительные изменения и т.п.

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. Прежде всего, это касается изучения дифференциации, т.е. образования разнообразных, специализированных для выполнения определенных функций частей организма. Найдыш В. М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики, 2003. - с. 367

1.3 Популяционно-видовой уровень

Особи в природе не абсолютно изолированы друг от друга, а объединены более высоким рангом биологической организации. Это - популяционно-видовой уровень. Он возникает там и тогда, где и когда происходит объединение особей в популяции, а популяций в виды. Популяции - это совокупность особей одного вида, населяющих определенную территорию, более или менее изолированную от соседних совокупностей того же вида. Такие объединения характеризуются появлением новых свойств и особенностей в живой природе, отличных от свойств молекулярно-генетического и онтогенетического уровней.

Популяции и виды, несмотря на то, что состоят из множества особей, целостны. Но их целостность базируется на иных основаниях, чем целостность на молекулярно-генетическом и онтогенетическом уровнях. Целостность популяций и видов обеспечивается взаимодействием особей в популяциях и воссоздается через обмен генетическим материалом в процессе полового размножения. Популяции и виды как надиндивидуальные образования способны к существованию в течение длительного времени и к самостоятельному эволюционному развитию. Жизнь отдельной особи при этом находится в зависимости от процессов, протекающих в популяциях.

Популяционный уровень начинается с изучения взаимосвязи и взаимодействия между совокупностями особей одного вида, которые имеют единый генофонд и занимают единую территорию. Такие совокупности, или, скорее, системы живых организмов составляют определенную популяцию. Очевидно, что популяционный уровень выходит за рамки отдельного организма и поэтому его называют надорганизменным уровнем органа шиши.

Приведенное общее определение популяции дает возможность отличать организменный уровень живого от надорганизменного. Сам термин «популяция» был введен одним из основателей генетики -- Вильгельмом Иогансеном (1857--1927), который с его помощью обозначал генетически неоднородную совокупность организмов от однородной, которую он называл «чистой линией».

В дальнейшем этот термин и обозначаемое им понятие приобрели более глубокий смысл. Многие современные ученые характеризуют популяцию не столько как простую совокупность отдельных организмов, сколько как целостную их систему, в которой они непрерывно взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. Благодаря этому они оказываются способными к трансформациям, изменению своего ареала и, самое главное, к развитию.

Популяции представляют собой первый надорганизменный уровень организации живых существ, который хотя и тесно связан с их онтогенетическим и молекулярными уровнями, но качественно отличается от них по характеру взаимодействия составляющих элементов, ибо в этом взаимодействии они выступают как целостные общности организмов. По современным представлениям, именно популяции служат элементарными единицами эволюции.

Второй надорганизменный уровень организации живого составляют различные системы популяций, которые называют биоценозами.

Они являются более обширными объединениями живых существ и в значительно большей мере зависят от небиологических, или абиотических, факторов развития.

Третий надорганизменный уровень организации содержит в качестве элементов разные биоценозы и в еще большей степени характеризуется зависимостью от многочисленных земных и абиотических условий своего существования (географических, климатических, гидрологических, атмосферных и т. п.).

Для его обозначения академик Владимир Николаевич Сукачев (1880--1967) ввел термин биогеоценоз.

Четвертый надорганизменный уровень организации возникает из объединения самых разнообразных биогеоценозов и теперь обычно называется биосферой.

Таким образом, в функционировании и развитии живой природы особенно наглядно и убедительно выступают ее целостность и системность, которые проявляются в существовании различных иерархических уровней ее организации. При этом каждый новый уровень характеризуется особыми свойствами и закономерностями.

Поскольку основу надорганизменных уровней организации живого составляют популяции, целесообразно несколько подробнее остановиться на их характеристике.

Изучением популяций и биоценозов занимается интенсивно развивающаяся в последние годы отрасль биологической науки, называемая популяционной биологией. Одна из основных проблем, которую она призвана решить, заключается в установлении пространственной структуры и объемов популяций. Определить границу между популяциями чрезвычайно трудно, так как в силу подвижности компонентов популяции, т. е. составляющих ее организмов, происходит непрерывное перемешивание ее населения. Другая трудность -- в наличии внутри популяций различных группировок и существовании популяций разных рангов.

В рамках популяционной биологии исследуются также весьма важные проблемы метаболического взаимодействия между популяциями и биоценозами, которые относятся прежде всего к изучению их трофических, или пищевых, связей. Именно на этой основе происходит разграничение популяций и биоценозов. Оно состоит в том, что популяции представляют собой незамкнутые, открытые метаболические системы, которые могут существовать и развиваться только при взаимодействии с другими популяциями. В отличие от них биоценозы -относительно замкнутые метаболические системы, в которых обмен и круговорот веществ могут осуществляться между входящими в биоценоз популяциями. Однако эта замкнутость имеет ограниченный и относительный характер, хотя бы потому, что разные биоценозы взаимодействуют между собой.

Для характеристики трофического взаимодействия популяций и биоценозов существенное значение имеет общее правило, согласно которому, чем длиннее и сложнее пищевые связи между организмами и популяциями, тем более жизнеспособной и устойчивой является живая система любого (надорганизменного) уровня. Отсюда становится ясным, что с биологической точки зрения на таком уровне решающее значение приобретает трофический характер взаимодействия между составляющими живую систему элементами. Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. - М.: ЮНИТИ, 2001. - с. 179

1.4 Биосферный уровень

Биосферный - высший уровень организации жизни.

Биосферный уровень включает всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой. На этом уровне биологической наукой решается такая, в частности, проблема, как изменение концентрации углекислого газа в атмосфере. Используя этот подход, ученые выяснили, что в последнее время концентрация углекислого газа возрастает ежегодно на 0,4%, создавая опасность глобального повышения температуры, возникновения так называемого «парникового эффекта». Лавриненко В. Н. Концепции современного естествознания. - 2-е изд. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2000. - с.183

Биосферный уровень организации - это совокупность всех биогеоценозов. Биосфера - это система, которая охватывает все явления жизни на Земле. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии.

Биосфера - глобальная система жизни, та часть географической среды (нижняя часть атмосферы, верхняя часть литосферы и гидросферы), которая является средой обитания живых организмов, обеспечивая необходимые для их выживания условия (температуру, почву и т.п.), образованная в результате взаимодействия биоценозов.Хорошавина С. Г. Курс лекций «Концепции современного естествознания». - Ростов н/Д: «Феникс», 2000. - с. 73

Для биосферного уровня организации живой материи характерен большой круг биотического обмена веществ. В процессе эволюции в биосфере происходила смена одних групп организмов другими, но соотношения продуцентов, консументов и редуцентов оставалось практически одинаковым.

Существенное влияние на биосферный уровень организации живой материи оказывает антропогенный фактор. В процессе жизнедеятельности человека накапливаются ксенобиотики, т.е. чужеродные для организмов химические вещества, не входящие в естественный биотический круговорот (например, пестициды, минеральные удобрения, препараты бытовой химии, химические лекарственные средства, радиоактивные вещества и т.д.). Попадая в среду обитания живых организмов, ксенобиотики могут вызвать гибель организмов, изменить наследственность, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ. Эти влияния в конечном счете сказываются и на биосферном уровне организации живой материи.

Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом Э.Зюссом в 1875 г., а учение о биосфере создал русский ученый академик В.И. Вернадский. Лось В. А. Основы современного естествознания (концепции, теории, проблемы). - М.: ИНФРА-М, 2000. - с. 96

Заключение

Молекулярный, наиболее древний уровень структуры живой природы, граничащий с неживой природой. Изучение химического состава и строения молекул сложных органических веществ, входящих в состав клетки (белков, нуклеиновых кислот и др.). Выявление роли нуклеиновых кислот в хранении наследственной информации, белков -- в образовании клеточных структур, в процессах жизнедеятельности клетки.

Молекулярный уровень - основные структуры на этом уровне несут в себе коды наследственной информации, передаваемой от поколения к поколению. Эти структуры представлены молекулами ДНК.

Онтогенетический уровень организации относится к отдельным живым организмам - одноклеточным и многоклеточным. Его называют также организменным уровнем, поскольку при этом речь идет о структуре и функциях отдельного организма без учета его связей и взаимодействий с другими организмами. Поскольку минимальной живой системой служит клетка, постольку на этом уровне уделяется такое большое внимание анализу структуры и функционирования различных клеточных образований.

Популяционно-видовой - надорганизменный уровень жизни, включающий в себя организменный уровень. Пищевые, территориальные и родственные связи между особями вида, связь их с факторами неживой природы. Приуроченность экологических закономерностей и эволюционных процессов к этому уровню.

Второй надорганизменный уровень организации живого составляют различные системы популяций, которые называют биоценозами.

Они являются более обширными объединениями живых существ ив значительно большей мере зависят от небиологических, или абиотических, факторов развития.

Третий надорганизменный уровень организации содержит в качестве элементов разные биоценозы и в еще большей степени характеризуется зависимостью от многочисленных земных и абиотических условий своего существования (географических, климатических, гидрологических, атмосферных и т.п.).

Четвертый надорганизменный уровень организации возникает из объединения самых разнообразных биогеоценозов и теперь обычно называется биосферой.

Биосферный высший уровень организации жизни. Биосфера -- биологическая оболочка Земли, совокупность всего живого населения. Круговорот веществ и превращение энергии в биосфере -- основа ее целостности, роль живых организмов в нем.

Таким образом, в функционировании и развитии живой природы особенно наглядно и убедительно выступают ее целостность и системность, которые проявляются в существовании различных иерархических уровней ее организации. При этом каждый новый уровень характеризуется особыми свойствами и закономерностями, не сводимыми к закономерностям прежнего, низшего уровня.

Список использованной литературы

1) Видяпин В. И. Бакалавр экономики. Хрестоматия в трех частях. - М.: Триада, 2001. - 235 с.

2) Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. - Ростов н/Д: изд-во Феникс, 2003. - 576 с.

3) Лавриненко В. Н. Концепции современного естествознания. - 2-е изд. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2000. - 303 с.

4) Лось В. А. Основы современного естествознания (концепции, теории, проблемы). - М.: ИНФРА-М, 2000. - 192 с.

5) Найдыш В. М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики, 2003. - 476 с.

6) Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. - М.: ЮНИТИ, 2001. - 287 с.

7) Хорошавина С. Г. Курс лекций «Концепции современного естествознания». - Ростов н/Д: «Феникс», 2000. - 480 с.

Размещено на Allbest.ru