Уровни организации органического мира - дискретные состояния биологических систем, характеризующиеся соподчиненностью, взаимосвязанностью, специфическими закономерностями.
Структурные уровни организации жизни чрезвычайно многообразны, но основными являются молекулярный, клеточный, онтогенетический, популяционно-видовой, бигиоценотический и биосферный.
1. Молекулярно-генетический уровень жизни. Важнейшими задачами биологии на этом этапе является изучение механизмов передачи генной информации, наследственности и изменчивости.
Существует несколько механизмов изменчивости на молекулярном уровне. Важнейшим из них является механизм мутации генов - непосредственное преобразование самих генов под воздействием внешних факторов. Факторами, вызывающими мутацию, являются: радиация, токсические химические соединения, вирусы.
Еще один механизм изменчивости - рекомбинация генов. Такой процесс имеет место при половом размножении у высших организмов. При этом не происходит изменения общего объема генетической информации.
Еще один механизм изменчивости был открыт лишь в 1950 -е гг. Это - неклассическая рекомбинация генов, при котором происходит общее увеличение объема генетической информации за счет включения в геном клетки новых генетических элементов. Чаще всего эти элементы привносятся в клетку вирусами.
2. Клеточный уровень. Сегодня наукой достоверно установлено, что наименьшей самостоятельной единицей строения, функционирования и развития живого организма является клетка, которая представляет собой элементарную биологическую систему, способную к самообновлению, самовоспроизведению и развитию. Цитология - наука, изучающая живую клетку, ее строение, функционирование как элементарной живой системы, исследует функции отдельных клеточных компонентов, процесс воспроизводства клеток, приспособление к условиям среды и др. Также цитология исследует особенности специализированных клеток, становление их особых функций и развитие специфических клеточных структур. Таким образом, современная цитология была названа физиологией клетки.
Значительным продвижением в изучении клеток произошло в начале 19 века, было открыто и описано клеточное ядро. На основании этих исследований и была создана клеточная теория, ставшая величайшим событием в биологии 19 в. Именно эта теория послужила фундаментом для развития эмбриологии, физиологии, теории эволюции.
Важнейшая часть всех клеток - ядро, которое хранит и воспроизводит генетическую информацию, регулирует процессы обмена веществ в клетке.
Все клетки делятся на две группы:
· Прокариоты - клетки, лишенные ядра
· Эукариоты - клетки содержащие ядра
Изучая живую клетку, ученые обратили внимание на существование двух основных типов ее питания, что позволило все организмы разделить на два типа:
· Автотрофные - сами производят необходимые им питательные вещества
· Гетеротрофные - не могут обходиться без органической пищи.
Позднее были уточнены такие важные факторы, как способность организмов синтезировать необходимые вещества (витамины, гормоны), обеспечивать себя энергией, зависимость от экологической среды и др. Таким образом, сложный и дифференцированный характер связей свидетельствует о необходимости системного подхода к изучению жизни и на онтогенетическом уровне.
3. Онтогенетический уровень. Многоклеточные организмы. Этот уровень возник в результате формирования живых организмов. Основной единицей жизни выступает отдельная особь, а элементарным явлением - онтогенез. Изучением функционирования и развития многоклеточных живых организмов занимается физиология. Эта наука рассматривает механизмы действия различных функций живого организма, их связь между собой, регуляцию и приспособление к внешней среде, происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития особи. По сути дела это и есть процесс онтогенеза - развитие организма от рождения до смерти. При этом происходит рост, перемещение отдельных структур, дифференциация и усложнение организма.
Все многоклеточные организмы состоят из органов и тканей. Ткани - это группа физически объединенных клеток и межклеточных веществ для выполнения определенных функций. Их изучение является предметом гистологии.
Органы - это относительно крупные функциональные единицы, которые объединяют различные ткани в те или иные физиологические комплексы. В свою очередь органы входят в состав более крупных единиц - систем организма. Среди них выделяют нервную, пищеварительную, сердечнососудистую, дыхательную и другие системы. Внутренние органы есть только у животных.
4. Популяционно-биоценотический уровень. Это надорганизменный уровень жизни, основной единицей которого является популяция. В отличии от популяции видом называется совокупность особей, сходных по строению и физиологическим свойствам, имеющих общее происхождение, могущих свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство. Вид существует только через популяции, представляющие генетически открытые системы. Изучением популяций занимается популяционная биология.
Термин "популяция" был введен одним из основоположником генетики В. Иогансеном, который назвал так генетически неоднородную совокупность организмов. Позднее популяция стала считаться целостной системой, непрерывно взаимодействующей с окружающей средой. Именно популяции являются теми реальными системами, через которые существуют виды живых организмов.
Популяции - генетически открытые системы, так как изоляция популяций не абсолютна и периодически не бывает возможным обмен генетической информацией. Именно популяции выступают в качестве элементарных единиц эволюции, изменения их генофонда ведут к появлению новых видов.
Популяции, способны к самостоятельному существованию и трансформации, объединяются в совокупности следующего надорганизменного уровня - биоценозы. Биоценоз - совокупность популяций, проживающих на определенной территории.
Биоценоз представляет собой закрытую для чужих популяций систему, для составляющих его популяций - это открытая система.
5. Биогеоцетонический уровень. Биогеоценоз - устойчивая система, которая может существовать на протяжении длительного времени. Равновесие в живой системе динамично, т.е. представляет собой постоянное движение вокруг определенной точки устойчивости. Для ее стабильного функционирования необходимо наличие обратных связей между ее управляющей и исполняющей подсистемами. Такой способ поддержания динамического равновесия между различными элементами биогеоценоза, вызвано массовым размножением одних видов и сокращением или исчезновением других, приводящее к изменению качества окружающей среды, называют экологической катастрофой.
Биогеоценоз - это целостная саморегулирующаяся система, в которой выделяется несколько типов подсистем. Первичные системы - продуценты, непосредственно перерабатывающие неживую материю; консументы - вторичный уровень, на котором вещество и энергия получаются за счет использования продуцентов; затем идут консументы второго порядка. Также существуют падальщики и редуценты.
Через эти уровни в биогеоценозе проходит круговорот веществ: жизнь участвует в использовании, переработки и восстановлении различных структур. В биогеоценозе - однонаправленный энергетический поток. Это делает его незамкнутой системой, непрерывно связанной с соседними биогеоценозами.
Саморегуляция биогеоценлзов протекает тем успешнее, чем разнообразнее количество составляющих его элементов. От многообразия его компонентов зависит и устойчивость биогеоценозов. Выпадение одного или нескольких компонентов может привести к необратимому нарушению равновесия и гибели его как целостной системы.
6. Биосферный уровень. Это наивысший уровень организации жизни, охватывающий все явления жизни на нашей планете. Биосфера - это живое вещество планеты и преобразованная им окружающая среда. Биологический обмен веществ - это фактор, который объединяет все другие уровни организации жизни в одну биосферу. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле. Таким образом, биосфера является единой экологической системой. Изучение функционирования этой системы, ее строения и функций - важнейшая задача биологии на этом уровне жизни. Занимаются изучением этих проблем экология, биоценология и биогеохимия.
Разработка учения о биосфере неразрывно связана с именем выдающегося российского ученого В.И. Вернадского. Именно ему удалось доказать связь органического мира нашей планеты, выступающего в виде единого нераздельного целого, с геологическими процессами на Земле. Вернадский открыл и изучил биогеохимические функции живого вещества.
Благодаря биогенной миграции атомов живое вещество выполняет свои геохимические функции. Современная наука выделяет пять геохимических функций, которые выполняет живое вещество.
1. Концентрационная функция выражается в накоплении определенных химических элементов внутри живых организмов благодаря их деятельности. Результатом этого стало появление запасов полезных ископаемых.
2. Транспортная функция тесно связана с первой функцией, так как живые организмы переносят нужные им химические элементы, которые затем накапливаются в местах их обитания.
3. Энергетическая функция обеспечивает потоки энергии, пронизывающие биосферу, что дает возможность осуществлять все биогеохимические функции живого вещества.
4. Деструктивная функция - функция разрушения и переработки органических останков, в ходе этого процесса накопленные организмами вещества возвращаются в природные циклы, идет круговорот веществ в природе.
5. Среднеобразующая функция - преобразование окружающей среды под действием живого вещества. Весь современный облик Земли - состав атмосферы, гидросферы, верхнего слоя литосферы; большая часть полезных ископаемых; климат - является результатом действия Жизни.
Уровни организации живой природы.
Вся живая природа представляет собой совокупность биологических систем (от греч. systema - целое, состоящее из взаимосвязанных частей) разного уровня организации и различной соподчиненности. Ученые выделяют несколько уровней организации живой природы: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, экосистемный и биосферный. На молекулярном уровне изучаются молекулы, которые находятся в клетке, их строение и функции. На клеточном уровне – строение клеток, строение и функции ее отдельных органоидов; на организменном – строение тканей, органов и систем органов целостного организма. На популяционно-видовом уровне изучаются структура вида, характеристика популяций. На экосистемном (биогеоценотическом) уровне изучается структура биогеоценозов; на биосферном уровне – изучаются оболочки Земли, заселенные живыми организмами (литосфера, гидросфера, атмосфера).
Изучение уровней организации биологических систем дает возможность теоретически представить, как могли возникнуть первые живые организмы, и как происходил на Земле процесс эволюции от простейших систем к системам более сложным и высокоорганизованным. Для того чтобы понять это, необходимо познакомиться с особенностями живых систем на каждом уровне организации.
Молекулярный уровень.
Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул. Молекулярный уровень можно назвать начальным, наиболее глубинным уровнем организации живого. Каждый живой организм состоит из молекул органических веществ - белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров (липидов), находящихся в клетках и получивших название биологических молекул.
Биологи исследуют роль этих важнейших биологических соединений в росте и развитии организмов, хранении и передаче наследственной информации, обмене веществ и превращении энергии в живых клетках и в других процессах.
Изучая живые организмы, вы узнали, что они состоят из тех же химических элементов, что и неживые. В настоящее время известно более 100 элементов, большинство из них встречается в живых организмах. К самым распространенным в живой природе элементам следует отнести углерод, кислород, водород и азот.
Основой всех органических соединений служит углерод. Он может вступать в связь со многими атомами и их группами, образуя цепочки, различные по химическому составу, строению, длине и форме. Из групп атомов образуются молекулы, а из последних - сложные химические соединения, различающиеся по строению и функциям. Эти органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов, получили название биологические полимеры, или биополимеры.
Биология как наука. Методы научного познания. Уровни организации живого.
Требования к уровню подготовки выпускников:
Знать и понимать методы научного познания, признаки живых систем, уровни организации живой природы;
Уметь объяснять роль биологических теорий, законов, принципов, гипотез в формировании современной естественнонаучной картины мира.
Обмен веществ - одно из основных свойств живых систем, он характеризуется тем, что происходит
1. Избирательное реагирование на внешние воздействия окружающей среды
2. Изменение интенсивности физиологических процессов и функций с различными периодами колебаний
3. Передача из поколения в поколение признаков и свойств
4. Поглощение необходимых веществ и выделение продуктов жизнедеятельности
5. Поддержание относительно постоянного физико-химического состава внутренней среды
В цитологии НЕ используют следующие методы:
1. Генетическое клонирование
2. Культуры клеток и тканей
3. Микроскопия
4. Нанобиотехнологии
5. Центрифугирование
Процессы деления клеток изучают с помощью методов
1. Дифференциального центрифугирования
2. Культуры клеток
3. Микроскопии
4. Микрохирургии
5. Фото- и киносъемки
Онтогенез, метаболизм, гомеостаз, размножение происходят на... уровнях организации жизни.
1. Клеточном
2. Молекулярном
3. Организменном
4. Органном
5. Тканевом
Клеточную теорию сформулировали
2. А. Левенгук
3. Дж. Уотсон
4. Т. Шванн
5. М. Шлейден
Изучение биологических объектов, процессов в различных специально созданных условиях осуществляют с помощью методов
1. Абстрагирования
2. Клонирования
3. Моделирования
4. Обобщения
5. Эксперимента
Разделами ботаники являются
1. Альгология
2. Бриология
3. Ихтиология
4. Экология
5. Этология
1. Биохимия
2. Гистология
3. Морфология
4. Физиология
5. Цитология
Модель структуры ДНК в виде двойной спирали создали
2. А. Левенгук
3. Ф. Мюллер
4. Дж. Пристли
5. Д. Уотсон
Разделами зоологии являются
1. Альгология
2. Вирусология
3. Лихенология
4. Териология
5. Этология
Развитие - всеобщее свойство материи - представлено
1. Гомеостазом
2. Метаболизмом
3. Онтогенезом
4. Тропизмами
5. Филогенезом
В синтезе АТФ участвуют
1. Вакуоли
2. Митохондрии
3. Лизосомы
4. Хлоропласты
5. Хромопласты
1. Изготовил первый микроскоп
2. Открыл клеточное ядро
3. Ввел термин "клетка"
4. Описал пластиды и хроматофоры
5. Усовершенствовал микроскоп
Электронный микроскоп сконструировали
1. Р. Вирхов
2. М. Кнолль
3. Н. И. Лунин
4. И. И. Мечников
5. Е. Руска
Метод центрифугирования позволяет
1. Определять качественный и количественный состав веществ клетки
2. Определять пространственную конфигурацию и некоторые физические свойства макромолекул
5. Разделить органоиды клетки
Кириленко А. А. Биология. ЕГЭ. Раздел «Молекулярная биология». Теория, тренировочные задания. 2017.
Задания №2.
1. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие уровни организации живой природы представлены биокосными системами, включающими не только живое вещество, но и неживое?
1. Организменный
2. Популяционно-видовой
3. Биоценотический
4. Биогеоценотический
5. Биосферный
2. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Цитогенетический метод позволяет
1. Обнаружить генные мутации
2. Обнаружить хромосомные мутации
3. Обнаружить геномные мутации
4. Оценить роль внешней среды в формировании фенотипа
5. Прогнозировать вероятность передачи потомкам наследственных заболеваний
3. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие биологические науки изучают сообщества живых организмов?
1. Экология
2. Морфология
3. Генетика
4. Ветеринария
5. Биогеография
4. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие биологические науки изучают развитие жизни?
1. Анатомия
2. Палеонтология
3. Биохимия
4. Эволюционное учение
5. Биотехнология
5. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Выберите самый простой и самый сложный уровни организации живой природы из ниже перечисленных.
1. Органно-тканевый
2. Популяционно-видовой
3. Молекулярно-генетический
4. Биоценотический
5. Субклеточный
6. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие из свойств живого вещества связаны с развитием?
1. Онтогенез
2. Филогенез
3. Наследственность
4. Изменчивость
5. Раздражимость
7. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие из свойств живого не присущи вирусам?
1. Клеточное строение
2. Обмен веществ
3. Способность к размножению
4. Наследственность
5. Изменчивость
8. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие биологические науки не изучают эукариот?
1. Вирусология
2. Микология
3. Ботаника
4. Бактериология
5. Протистология
9. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие биологические науки изучают молекулярный уровень развития жизни?
1. Молекулярная биология
2. Экология
3. Биохимия
4. Цитология
5. Гистология
10. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие биологические науки изучают отдельные уровни организации всего живого?
1. Ботаника
2. Гистология
3. Генетика
4. Цитология
5. Эволюционное учение
11. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие классификационные единицы организмов являются специфическим объектом изучения селекции?
3. Семейство
12. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Укажите уровни организации жизни, являющиеся сферой изучения экологии.
1. Молекулярно-генетический
2. Клеточный
3. Органный
4. Организменный
5. Популяционно-видовой
13. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие ученые внесли значительный вклад в развитие эволюционного учения, предложив свои варианты теории эволюции живого мира?
1. Фрэнсис Крик
2. Маттиас Якоб Шлейден
3. Томас Морган
4. Жан-Батист Ламарк
5. Чарльз Дарвин
14. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие российские ученые внесли значительный вклад в развитие физиологии?
1. Иван Сеченов
2. Николай Вавилов
3. Николай Миклухо-Маклай
4. Иван Павлов
5. Владимир Вернадский
15. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Методы селекции позволили создать культурыне разновидности дикой капусты. Какие из них представлены в списке?
3. Кольраби
5. Брокколи
16. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
С помощью светового микроскопа в клетке арбуза невозможно увидеть
1. Оболочку
2. Включения
4. Вакуоли
5. Рибосомы
17. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Собственную ДНК содержат
1. Вакуоли
2. Рибосомы
3. Хлоропласты
5. Митохондрии
18. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
На молекулярном уровне организации живой природы происходят процессы
1. Деление
2. Метаболизм
3. Транскрипция
4. Онтогенез
5. Трансляция
19. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Круговорот веществ и превращение энергии происходят на... уровнях организации жизни.
1. Биогеоценотическом
2. Биосферном
3. Клеточном
4. Организменном
5. Популяционно-видовом
20. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Модель структуры ДНК в виде двойной спирали создали:
2. А. Левенгук
3. Д. Уотсон
4. Т. Шванн
5. М. Шлейден
21. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Биогенетический закон сформулировали
1. Вавилов Н. И.
2. Вайнберг В.
3. Геккель Э.
4. Либих Ю.
5. Мюллер Ф.
22. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
В селекции растений применяют следующие методы
1. Искусственное осеменение
2. Искусственный мутагенез
3. Испытание производителей по потомству
4. Массовый отбор
5. Полиэмбрионию
23. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Организменный уровень организации живого изучают
1. Анатомия
2. Биохимия
3. Генетика
4. Гистология
5. Цитология
24. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
На популяционно-видовой уровне организации живой природы происходят:
1. Гомеостаз
2. Изменение генофонда
3. Круговорот веществ и превращение энергии
4. Размножение
5. Элементарные эволюционные изменения
25. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Разделами зоологии являются
1. Альгология
2. Бриология
3. Ихтиология
4. Лихенология
5. Энтомология
26. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
И. В. Мичурин в селекционной работе использовал следующие методы:
1. Искусственного мутагенеза
2. Клонирования
3. Ментора
4. Полиэмбрионии
5. Посредника
27. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
С помощью цитогенетического метода изучают:
1. Генетический состав популяций
2. Количество хромосом
3. Роль среды и наследственности в формировании признаков
4. Структуру хромосом
5. Характер и тип наследования признаков
28. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Методы физиологии человека позволяют изучить
1. Биотоки головного мозга
2. Биотоки сердца
3. Патологические изменения в строении органов
4. Строение органов и тканей
5. Тонкую структуру органов и тканей
29. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
В биотехнологии используют следующие методы:
2. Микробиологический синтез
3. Пасынкование
4. Пикировка
5. Соматическая гибридизация клеток
30. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Методы электрофореза и хроматографии позволяют
1. Определить качественный и количественный состав веществ клетки
2. Определить пространственную конфигурацию и некоторые физические свойства макромолекул
3. Очистить макромолекулы, выделенные из клетки
4. Разделить смеси веществ, выделенные из клетки
5. Разделить органоиды клетки
31. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Укажите формулировки положений клеточной теории.
1. Оболочка грибной клетки состоит из углеводов.
2. В клетках животных отсутствует клеточная стенка.
3. Клетки всех организмов содержат ядро.
4. Клетки организмов сходны по химическому составу.
5. Новые клетки образуются путем деления исходной материнской клетки.
32. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Генеалогический метод исследования используют для установления
1. Доминантного характера наследования признака
2. Последовательности этапов индивидуального развития
3. Наследственного характера заболеваний
4. Типа высшей нервной деятельности
5. Сцепленности признака с полом
33. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие методы исследования используют в цитологии?
1. Центрифугирование
2. Культура ткани
3. Хроматография
4. Генеалогический
5. Гибридологический
34. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
На каких уровнях организации живого изучают особенности реакций фотосинтеза у высших растений?
1. Биосферном
2. Клеточном
3. Популяционно-видовом
4. Молекулярном
5. Экосистемном
35. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
На каких уровнях организации живого изучают особенности реакций фотосинтеза?
1. Биосферном
2. Клеточном
3. Биогеоценотическом
4. Молекулярном
5. Тканево-органном
36. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие признаки служат исходными для живых и неживых объектов природы?
1. Клеточное строение
2. Изменение температуры тела
3. Наследственность
4. Раздражимость
5. Перемещение в пространстве
37. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Гибридологический метод исследования используют
1. Эмбриологи
2. Селекционеры
3. Генетики
4. Экологи
5. Биохимики
38. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Исторический метод исследования используют для изучения
1. Внутреннего строения организмов
2. Эволюции органического мира
3. Химического состава живого
4. Происхождения групп организмов на Земле
5. Онтогенеза организма
39. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Близнецовый метод исследования используют
1. Цитологи
2. Зоологи
3. Генетики
4. Селекционеры
5. Биохимики
40. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Генетики, используя генеалогический метод исследования, составляют
1. Генетическую карту хромосом
2. Схему скрещивания
3. Родословное дерево
4. Схему предковых родителей и их родственные связи в ряде поколений
5. Вариационную кривую
41. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Вклад биотехнологии в медицину состоит в
1. Использовании химического синтеза для получения лекарственных препаратов
2. Создании лечебных сывороток на основе плазмы крови иммунизированных животных
3. Синтезе гормонов человека в бактериальных клетках
4. Изучении родословных человека для выявления наследственных заболеваний
5. Культивировании штаммов бактерий и грибов для производства антибиотиков в промышленных масштабах
42. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие из перечисленных объектов существуют на субклеточном уровне?
1. Спирогира
2. Бактериофаг
3. Стрептококк
4. Митохондрии
5. Лейкопласты
43. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие признаки характерны только для живых систем?
1. Способность к передвижению
2. Обмен веществ и энергии
3. Зависимость от температурных колебаний
4. Рост, развитие и способность к самовоспроизведению
5. Устойчивость и относительно слабая изменчивость
44. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
По каким принципам организованы биологические системы?
1. Закрытость системы
2. Высокая энтропия системы
3. Низкая упорядоченность
4. Иерархичность - соподчинение элементов и частей
5. Оптимальность конструкции
45. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
К эмпирическим методам биологических исследований относят
1. Сравнение
2. Абстрагирование
3. Обобщение
4. Экспериментальный метод
5. Наблюдение
46. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Что из нижеперечисленного можно установить экспериментальным методом?
1. Сроки весенней линьки у белки
2. Влияние удобрений на рост комнатного растения
3. Сроки прилета и отлета перелетных птиц
4. Высоту комнатного растения
5. Условия прорастания семян
47. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
К теоретическим методам биологических исследований относят
1. Сравнение
2. Экспериментальный метод
3. Обобщение
4. Измерение
5. Наблюдение
48. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие методы исследования позволили установить пространственную структуру молекулы ДНК?
1. Цитогенетический метод
2. Рентгеноструктурный анализ
3. Метод культуры клеток
4. Метод моделирования
5. Центрифугирование
49. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие методы исследования помогают изучить процесс фотосинтеза в клетке?
1. Экспериментальный метод
2. Метод микроскопирования
3. Метод меченых атомов
4. Метод клеточных культур
5. Метод центрифугирования
50. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
На каком уровне организации происходят такие процессы, как раздражимость и обмен веществ?
1. Популяционно-видовой
2. Организменный
3. Молекулярно-генетический
4. Биогеоценотический
5. Клеточный
51. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
К генетическим относят термины
2. Филогенез
3. Фенотип
4. Консумент
5. Дивергенция
52. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Клеточному уровню организации жизни соответствуют
1. Амеба обыкновенная
2. Кишечная палочка
3. Бактериофаг
4. Гидра пресноводная
5. Вирус гриппа
53. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
К методам цитологии относят
1. Микроскопирование
2. Мониторинг
3. Центрифугирование
4. Инбридинг
5. Гетерозис
54. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Жизнь является многоуровневой системой (от греч. система - объединение, совокупность). Выделяют такие основные уровни организации живого: молекулярный, клеточный, органно-тканевой, организменный, популяционно-видовой, экосистемный, биосферный. Все уровни тесно связаны между собой и возникают один из другого, что свидетельствует о целостности живой природы.
Молекулярный уровень организации живого
Это единство химического состава (биополимеры: белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты), химических реакций. С этого уровня начинаются процессы жизнедеятельности организма: энергетический, пластический и прочие обмены, изменение и реализация генетической информации.
Клеточный уровень организации живого
Клеточный уровень организации живого. Животная клетка
Клетка является элементарной структурной единицей живого. Это единица развития всех живых организмов, живущих на Земле. В каждой клетке происходят процессы обмена веществ, преобразования энергии, обеспечивается сохранение, преобразование и передача генетической информации.
Каждая клетка состоит из клеточных структур, органелл, которые выполняют определенные функции, поэтому возможно выделить субклеточный уровень .
Органно-тканевой уровень организации живого
Органно-тканевой уровень организации живого. Эпителиальные ткани, соединительные ткани, мышечные ткани и нервные клетки
Клетки многоклеточных организмов, которые выполняют подобные функции, имеют одинаковое строение, происхождение, объединяются в ткани. Различают несколько типов тканей, которые имеют отличия в строении и выполняют разные функции (тканевой уровень).
Ткани в разном соединении образуют разные органы, которые имеют определенное строение и выполняют определенные функции (органный уровень).
Органы объединяются в системы органов (системный уровень).
Организменный уровень организации живого
Организменный уровень организации живого
Ткани объединяются в органы, системы органов и функционируют как единое целое - организм. Элементарной единицей этого уровня является особь, которая рассматривается в развитии от момента зарождения до конца существования как единая живая система.
Популяционно-видовой уровень организации живого
Популяционно-видовой уровень организации живого
Совокупность организмов (особей) одного вида, имеющего общее место обитания, образует популяции. Популяция является элементарной единицей вида и эволюции, так как в ней происходят элементарные эволюционные процессы, этот и следующие уровни - надорганизменные.
Экосистемный уровень организации живого
Экосистемный уровень организации живого
Совокупность организмов разных видов и уровней организации образует этот уровень. Здесь можно выделить биоценотический и биогеоценотический уровни.
Популяции разных видов взаимодействуют между собой, образуют многовидовые группировки (биоценотический уровень).
Взаимодействие биоценозов с климатическими и другими небиологическими факторами (рельефом, почвой, соленостью и т. п.) приводит к образованию биогеоценозов (биогеоценотический). В биогеоценозах происходит поток энергии между популяциями разных видов и круговорот веществ между его неживой и живой частями.
Биосферный уровень организации живого
Биосферный уровень организации живого. 1 – молекулярный; 2 – клеточный; 3 – организменный; 4 – популяционно-видовой; 5 – биогеоценотический; 6 – биосферный
Представлен частью оболочек Земли, где существует жизнь, - биосферой. Биосфера состоит из совокупности биогеоценозов, функционирует как единая целостная система.
Не всегда можно выделить весь перечисленный набор уровней. Например, у одноклеточных клеточный и организменный уровни совпадают, а органно-тканевой уровень отсутствует. Иногда можно выделить дополнительные уровни, например, субклеточный, тканевой, органный, системный.
Для живой природы нашей планеты характерно сложное, иерархическое соотношение уровней организации . Весь органический мир и окружающая среда образует биосферу, которая, в свою очередь состоит из биогеоценозов (экосистем) - территорий с характерными природными условиями и определёнными растительными и животными комплексами (биоценозами). Биоценозы образованы популяциями - группами растительных и животных организмов одного вида, живущими на определённой территории и способнымы к произведению. Популяции состоят из представителей конкретных видов (особей), способных свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство. Многоклеточные организмы состоят из органов и тканей, образованных клетками. Одноклеточные организмы и клетки образованы внутриклеточными структурами, которые состоят из молекул.
Исходя из этого, выделяют несколько уровней организации живой материи .
Для каждого уровня организации живых организмов характерны свои закономерности, связанные со своими конкретными принципами организации, особенностями взаимоотношения с другими уровнями.
Общая биология изучает основные закономерности жизненных явлений, которые происходят на различных уровнях организации живого. Рассмотрение организации живой материи начинается из выяснения строения и свойств сложных органических молекул. Клетки многоклеточных организмов входят в состав тканей, две или несколько тканей формируют орган. Многоклеточный организм имеет сложное строение, который состоит из тканей и органов, в то же время есть элементарной единицей биологического вида. Взаимодействуя между собой виды составляют сообщество, или экологическую систему, которая, в свою очередь, является одним из компонентов биосферы.
Каждый уровень организации организмов изучают соответствующие отрасли биологии.
Молекулярный уровень
Замечание 1
Любая живая система, как бы сложно она не была организована,определяется на уровне функционирования биологических макромолекул - биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а так же иных важных органических веществ. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и т. п.
Молекулярная биология, молекулярная генетика, физиология, цитохимия, биохимия, биофизика, определённые разделы вирусологии, микробиологии изучают физико-химические процессы, происходящие в живом организме (синтез, разложение и взаимные преобразования белков, нуклеиновых кислот, полисахариды, липидов и других веществ в клетке; обмен веществ, энергии и информации, которые регулируют эти процессы).
Такие исследования живых систем показали, что они состоят из низко- и высокомолекулярных органических соединений, которые в неживой природе практически невозможно обнаружить. Для живых организмов наиболее характерны такие биополимеры, как белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды (жироподобные соединения) и составляющие их молекул (аминокислоты, нуклеотиды, моносахариды, жирные кислоты). Так же, на этом уровне изучается синтез, распад и взаимные преобразования этих соединений в клетках, обмен веществ, энергии и информации, регуляция данных процессов.
В результате подобных исследований было выяснено, что важнейшая особенность основных путей обмена - действие биологических катализаторов - ферментов (соединений белковой природы), которые строго избирательно влияют на скорость химических реакций. Так же изучено строение некоторых аминокислот, ряда белков и многих простых органических соединений. Установлено, что химическая энергия, которая освобождается в ходе биологического окисления (процессы дыхания, гликолиза), запасается в виде богатых на энергию соединений (в основном - аденозинфосфорные кислоты АТФ, АДФ и др.), а потом используется в процессах, которые требуют поступления энергии (мышечные сокращения, синтез и транспорт веществ). Крупным успехом стало открытие генетического кода. Выяснено, что закодированная в ДНК наследственность через белки-ферменты контролирует как структурные белки, так и все основные свойства клеток и организма в целом.
Исследования на молекулярном уровне требуют выделения и изучения всех видов молекул, входящих в состав клетки, раскрытия их взаимосвязи между собой.
Используемые методы исследования на молекулярном уровне:
- электрофорез (для разделения макромолекул с использованием их различия в зарядах);
- ультрацентрифугирование (для разделения макромолекул с использованием их различия в плотности и размерах);
- хроматография (для разделения макромолекул с использованием их различия в адсорбционных свойствах);
- рентгеноструктурный анализ (изучают взаимное пространственное расположение атомов в сложных молекулах);
- радиоизотопы (исследование путей превращения веществ, скорости их синтеза и распада);
- искусственное моделирование систем из выделенных клеточных элементов (воспроизведение процессов, идущих в клетке - все биохимические процессы в клетке происходят не в однородной смеси веществ, а на определённых клеточных структурах).
Клеточный уровень
На клеточном уровне цитология, гистология, и их отделы (кариология, цито- и гистохимия, цитофизиология, цитогенетика), многие разделы физиологии, микробиологии и вирусологии изучают строение клетки и внутренних клеточных компонентов, а также связи и отношения между клетками в тканях и органах организма. Свободноживущих неклеточных форм жизни не существует.
Клетка - основная самостоятельная функциональная и структурная единица многоклеточного организма. Существуют одноклеточные организмы (водоросли, грибы, простейшие, бактерии). Также клетка есть единицей развития всех живых организмов, которые существуют на Земле. Свойства клетки определяются её компонентами, осуществляющими различные функции.
Благодаря исследованиям на клеточном уровне изучены основные компоненты клетки, строение клеток и тканей, их изменения в процессе развития.
Методы исследования на клеточном уровне:
- микроскопия (световой микроскоп позволяет видеть объекты до 1 мкм);
- цветные гистохимические реакции (выявление локализации в клетке различных химических веществ и ферментов);
- авторадиография (выявление в клетке мест синтеза макромолекул);
- электронная микроскопия (различение структур вплоть до макромолекул, хотя описание их строения часто затруднительно из-за недостаточной контрастности изображения);
- центрифугирование (изучение функций внутриклеточных компонентов - их выделяют из разрушенных (гомогенизированных) клеток);
- культура тканей (исследование свойств клеток);
- микрохирургия (обмен ядрами между клетками, слияние (гибридизация) клеток.
Тканевый уровень
Ткань есть совокупностью сходных за строением клеток, объединённых исполнением общей функции. Сотни разнообразных клеток входят в составляют тело разнообразных многоклеточных организмов. Разнообразные клетки животных образуют $4$ типа тканей: нервную, соединительную, эпителиальную и мышечную. У растений различают образующие и постоянные ткани. К постоянным тканям относятся покровные, проводящие, механические и основная ткань.
Органный уровень
Определение 2
Органы - это высокодефференциированные части тела, которые размещены в определённом месте и исполняют специальные функции. Это структурно - функциональные объединения нескольких типов тканей. Они образуются в процессе развития из клеток различных тканей.
Группы разных органов коллективно функционируют для исполнения общей для организма функции. У человека есть такие системы органов: пищеварительная, дыхательная, сердечно - сосудистая, нервная, секреторная, выделительная, репродуктивная, Эндокринная, мышечная, скелетная и система покровных тканей. Каждый отдельный орган системы исполняет конкретную функцию, но все вместе работают как одна «команда», обеспечивая максимальную эффективность всей системы. Все системы органов функционируют во взаимосвязи и регулируются нервной и эндокринной системами. Нарушение функционирования любого органа приводит к патологии всей системы и даже организма.
Организменный уровень
Физиология (растений и животных, высшей нервной деятельности), экспериментальная морфология, эндокринология, эмбриология, иммунология, а также ещё рад других биологических отраслей изучают процессы и явления, происходящие в особи, и согласованное функционирование её органов и систем.
На этом уровне для создания общей теории онтогенеза проводятся исследования, направленные на раскрытие причинных механизмов становления биологической организации, её дифференцировки и интеграции, реализации генетической информации в онтогенезе. Также изучаются механизмы работы органов и их систем, их роль в жизнедеятельности организма, взаимные влияния органов, нервную и гуморальную регуляцию их функций, поведение животных, приспособительные изменения и др.
На этом уровне изучаются также механизм работы органов и систем, их роль в жизнедеятельности организма, взаимоотношения органов, поведение организмов, приспособительные изменения.
В данный момент применяются методы исследования:
- электрофизиологические (состоят в отведении, усилении и регистрации биоэлектрических потенциалов);
- биохимические (проводится изучение эндокринной регуляции - выделение и очистка гормонов, синтез их аналогов, изучение биосинтеза и механизмов действия гормонов);
- кибернетические (исследование ВНД животных и человека методом моделирования);
- экспериментальные (выработка условных рефлексов, постановка задач).
Популяционно - видовой уровень
Определение 3
Определённые отрасли биологии (морфология, физиология, генетика, экология) изучают элементарную единицу эволюционного процесса - популяцию - совокупность особей одного вида, населяющих определённую территорию, более или менее изолированную от соседних групп.
Изучение состава и динамики популяции неразрывно связано с молекулярным, клеточным и организменным уровнями.
Методами исследования являются методы тех наук, которые изучают конкретно поставленные на этом уровне вопросы:
- генетические методы - характер распределения наследственных особенностей в популяциях;
- морфологические
- физиологические
- экологические.
Популяция и вид как целое могут служить объектами исследования самых разных биологических отраслей.
Биогеоценотический, или биосферный, уровень
Определение 4
Биогеоценология, экология, биогеохимия и другие отрасли биологии изучают процессы, происходящие в биогеоценозах (экосистемах) - элементарных структурных и функциональных единицах биосферы.
На этом уровне ведутся комплексные исследования, охватывающие взаимоотношения биотических и абиотических компонентов, которые входят в состав биогеоценоза; изучается движение живого вещества в биосфере, пути и закономерности протекания энергетических кругооборотов. Такой подход даёт возможность предвидеть последствия хозяйственной деятельности человека и в форме международной программы «Человек и биосфера» координировать усилия биологов многих стран.
Важное практическое значение имеет изучение биологической продуктивности биогеоценозов (утилизации энергии солнечной радиации путём фотосинтеза и использования гетеротрофными организмами энергии, запасённой автотрофами).
Замечание 2
Необходимость детального изучения биосферного уровня организации живого обусловливается тем, что биогеоценозы - среда, в которой протекают любые жизненные процессы на нашей планете.
