Что служит главным признаком биосистемы организма
3 урок (19.11)
Добрый день ребята. Записываем в тетрадь тему урока и дату.
Не забываем что у вас по четвергам урока биологии два, поэтому смотрим оба урока и выполняем задания по каждому уроку.
И так те учащиеся, которые не прислали мне фото выполненного биологического диктанта (первый урок 12.11), заполненной таблицы и схемы двойного оплодотворения покрытосеменных растений (2 урок 12.11) получают неудовлетворительные отметки.
Организм – элементарная структурная единица жизни.
Организм – это совокупность взаимодействующих органов, тесно связанных друг с другом.
Организм – биосистема открытого типа.
Из внешней среды поступает кислород, пищи, энергия и во внешнюю среду удаляются ненужные продукты жизнедеятельности.
Организм — живое существо. Любой организм — это отдельное живое существо (особь), реализующее жизнь на нашей планете. Поэтому организмы называют элементарными структурными единицами жизни.
Все живые организмы независимо от их формы и размеров (от нескольких микрон у некоторых бактерий до десятков метров у растений) служат носителями жизни, обладают основными свойствами живого. Они способны питаться, дышать, осуществлять обмен веществ, удалять ненужные вещества, расти, развиваться, размножаться, взаимодействовать с окружающей средой и приспосабливаться к её изменениям. При этом все живые организмы обладают сходными потребностями — в пище как источнике веществ и энергии и в комплексе условий среды как определённом жизненном пространстве с пищевыми ресурсами, используемом для укрытия, размножения и расселения по земной поверхности.
Важнейшие свойства организма:
1) самоподдержание – способность сохранять свое существование в течение определенного срока, свойственного данному организму.
2) саморегуляция физиологических процессов.
У одноклеточных – это обмен химическими веществами между внешней и внутренней средой
У многоклеточных – это гуморальная и нервная регуляция
У растений – фитогормоны и продукты обмена веществ.
3) Гомеостаз – постоянство внутренней среды, позволяет противостоять изменениям процессов под воздействием факторов среды.
Каждый организм представляет собой совокупность взаимодействующих органов, тесно связанных между собой.
Важным признаком любого организма (даже неклеточного — вируса) служит строгая взаимозависимость всех его отдельных частей (органов, тканей, клеток). Нарушение работы одного из органов может привести к нарушению деятельности остальных. Например, если корни не будут обеспечивать поглощение из почвы воды с растворёнными в ней минеральными солями, то всё растение вскоре погибнет. Животное, если у него не будут работать пищеварительные органы, или органы дыхания, или другие органы, погибнет.
Взаимосвязанная работа органов обеспечивает целостность организма, функционирующего как живая система — биосистема.
Биосистема «организм» представляет собой систему открытого типа, поскольку из внешней среды организм потребляет необходимые ему вещества и энергию, а в среду удаляет ненужные продукты обмена веществ.
Регуляция процессов жизнедеятельности осуществляет в организме согласованное взаимодействие всех его органов, тканей и клеток.
Организменный уровень организации жизни. Организм как биосистема
Академик Вернадский характеризовал организм следующим образом: ««Организм — это биохимическая отдельность как составляющее живого вещества биосферы». Другой академик — Иван Павлов, выражался иначе: «организм — это в высочайшей степени саморегулирующаяся, сама себя поддерживающая, восстанавливающая, поправляющая и совершенствующая система». Более четкая формулировка звучит так: «Организм — это дискретная единая биосистема, состоящая из различных органов и тканей, которые взаимодействуют между собой и с внешней средой». Организм — это биологический объект, возникший в результате эволюции жизни на Земле.
Все живое представлено в природе в виде организмов.
Являясь структурным компонентом популяционно-видового уровня организации жизни, организм, в свою очередь представляет собой биологическую систему открытого типа и является выразителем свойств организменного уровня организации жизни. Организм обладает всеми свойствами живой природы — обменом веществ и энергии, питанием, дыханием, выделением, раздражимостью, способностью к размножению, способностью к саморегуляции, приспособленностью к среде обитания и др.
Структурными элементами организменного уровня организации жизни, т.е. составными частями организмов жизни служат органы (системы органов) ткани и клетки.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Мы говорим о клетке, как о структурной единице организма поскольку в природе существует множество одноклеточных организмов, тело которых состоит из одной-единственной клетки (бактерии и др.). Для одноклеточных организмов клеточный и организменный уровни тождественны
Взаимодействие структурных элементов организма обеспечивает структурную и функциональную целостность как биологической системы.
Давайте перечислим основные процессы организменного уровня:
Организм имеет три системы управления физиологическими процессами — генетическую, гуморальную (или гормональную) и нервную. Своим слаженным действием эти системы обеспечивают согласованную работу всех составных частей организма и поддержание относительного постоянства его внутренней среды. Гуморальная система в эволюционном смысле гораздо старше нервной. Первоначально, на заре эволюции у всех живых организмов имелся только гуморальный механизм управления процессами жизнедеятельности. С появлением у животных нервных клеток, возник механизм нервной регуляции.
Гуморальная регуляция подчинена нервной, но оба механизма регуляции действуют в организме согласованно, в тесном взаимодействии между собой, что дает возможность рассматривать их вместе как единую систему нейрогуморальной регуляции.
Генетическая система является регулятором высшего порядка, поскольку строение и функции организма в первую очередь определяются ею.
Что является основой для выживания в сложных изменчивых условиях окружающей среды? Приспособляемость! Чем она в первую очередь определяется? Генотипом! Генотип — это индивидуальная система наследственной информации, доставшейся организму (особи) от предков. Генотип определяет основные жизненно важные реакции организма, такие, как приспособленность к среде обитания, способы добывания пищи, поведение, особенности биохимических реакций, особенности размножения. Генотип является базой, на которой происходит дальнейшее улучшение приспособленности организма к окружающей среде. Рождаясь, организм получает «в наследство» от предков определенные качества, набор инстинктов и прочие свойства, делающие возможным его жизнедеятельность в определенных условиях среды. Генетическая информация обладает специфичностью, причем она специфична не только для каждого вида, но и для каждого организма.
На организмы оказывают воздействие экологические факторы среды и закономерности эволюционного процесса. Каждый организм уникален и каждый организм индивидуально реагирует на воздействие факторов среды, которые вызывают ответные реакции организма, обеспечивающие его сохранность и целостность. Реакция проявляется двояко — от отрицательного (разрушающего) воздействия организм старается уклониться, а к положительному (например, вид и запах пищи) — стремится.
Организменный уровень жизни на Земле представлен невероятно огромным разнообразием форм — от одноклеточных простейших до человека. Организмы отличаются по способам питания (автотрофные и гетеротрофные), размножения, размерам, формам, сложности поведения и т.д.
Особое место в природе занимают вирусы, относящиеся к неклеточным формам жизни. От живых организмов вирусы отличаются полным отсутствием основного и энергетического обменов, а также отсутствием клеточной структуры и аппарата синтеза белка. С другой стороны, вирусы имеют генетический материал, способны к размножению (пусть и внутри клетки-хозяина) и эволюционируют путем естественного отбора. Поэтому правильнее все же считать их особой фор-мой жизни. Очень подходит к вирусам поэтичное определение «организмы на краю жизни». С биологической точки зрения вирус представляет собой генетический материал — молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключенные в защитную белковую оболочку, называемую капсидом.
Внедрившись в клетку, вирусы используют ее ресурсы для размножения. Размножение вирусов может происходить только внутри клетки-хозяина.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Главным, основным, определяющим признаком любого живого организма является строгая взаимозависимость составляющих его частей. Человек, собака или дерево — это организмы, обладающими всеми признаками организмов, но сердце или желудок, лист или ветка этими признаками уже не обладают. Организм нельзя рассматривать, как простой набор (сумму) органов и тканей. Организм — это система, стоящая по уровню выше своих составных систем
Все организмы разделяют на две большие группы — одноклеточные и многоклеточные.
К одноклеточным организмам, как уже было сказано, относятся организмы, тело которых состоит из одной-единственной клетки. Одноклеточные организмы, в свою очередь делятся на прокариоты, клетки которых не имеют ограниченных мембраной ядер, а также лишены большинства органоидов (бактерии) и эукариоты, клетки которых имеют ядро и полный набор органоидов (простейшие).
Одноклеточный организм состоит из одной клетки, но в первую очередь он представляет собой не клетку, а организм, обладающий всеми основными свойствами организмов!
Принципиальное отличие одноклеточных организмов от клеток многоклеточных организмов состоит в наличии у одноклеточных органоидов специального назначения, помогающих им выполнять все необходимые функции. Передвижение и захват пищи обеспечивают выросты — ложноножки, жгутики и реснички. Выделительную функцию обеспечивают сократительные вакуоли. Есть специализированные внутриклеточные структуры, обеспечивающие раздражимость и т.д. Запомните, что клетки одноклеточных имеют более сложное строение, чем клетки, входящие в состав многоклеточного организма.
Рассмотрите строение амебы и инфузории-туфельки, чтобы освежить знания, полученные из курса зоологии.
Размеры одноклеточных организмов варьируют от 0,3 микрометра (бактерии— микоплазмы) до 20 сантиметров (некоторые представители класса ксенофиофор, живущие на дне океана, в том числе и на глубинах свыше 10 км)! 0,3 микрометра и 20 сантиметров — разница в 666 666 раз!
Ксенофиофоры — эукариоты, они относятся к типу (по некоторым системам — классу) фораминифер — раковинных одноклеточных организмов из группы протистов. Большинство их раковин известковые, но встречаются и образованные из хитина или из посторонних частиц, склеенных выделениями клеток. Ксенофиофоры обитают на дне океанов, на большой глубине, где отсутствует солнечный свет, вода содержит очень мало кислорода, а давление ее очень велико. Ксенофиофоры фильтруют и перерабатывают ил, создавая тем самым среду для других обитателей морского дна. Питаются они как амебы, обволакивая пищу ложноножками.
С одноклеточными организмами мы закончили, теперь перейдем к многоклеточным организмам.
Количество клеток и их типов в многоклеточном организме варьируется. Так, например, организм гидры состоит всего из семи типов клеток, а в организме человека насчитывается более ста типов клеток.
Клетки многоклеточного организма специализированы — они способны выполнять только определенную функцию и не способны существовать самостоятельно вне организма. Совокупность клеток, выполняющих одинаковые функции вместе с окружающим их межклеточным веществом, называют тканью. Ткани образуют органы.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Ткани и органы характерны не для всех многоклеточных организмов. У кишечнополостных (см. рис. Строение гидры), у губок, у водорослей разные клетки разных типов не объединены в ткани, не образуют органов и их систем
В природе существует группа, занимающая промежуточное положение между одноклеточными и многоклеточными организмами — колонии одноклеточных организмов. Колонии нельзя рассматривать, как простую совокупность организмов. Они представляют собой совокупность организмов, ведущих совместный образ жизни.
Типичным представителем таких колоний является вольвокс — шаровидная колония организмов, поверхность которого образована тысячами клеток зеленых водорослей из рода вольвокс. Внутри вольвокс заполнен слизью. Размер вольвокса может доходить до 3 мм. Число клеток в нем варьируется от 200 до 10 000. Двухжгутиковые клетки вольвокса связаны друг с другом цитоплазматическими нитями-мостиками в единое целое. Это позволяет вольвоксу согласованно работать жгутиками и плыть в направлении источника света. Отдельные клетки вольвокса уходят внутрь шара, образуя там молодые «дочерние» колонии. Внутри «дочерних» колоний также образуются новые колонии, которые можно назвать «внучатыми». Разрастаясь, «дочерние» колонии разрывают материнскую и выходят наружу.
А теперь давайте попробуем ответить на вопрос: в чем заключается специфика организменного уровня организации жизни, его главное отличие от прочих уровней?
Специфика организменного уровня заключается в том, что на этом уровне происходит декодирование и реализация генетической информации, формирование признаков, присущих особям данного вида. Меняется организм — меняется вид. Только давайте уточним, что каждый отдельный, конкретный организм на протяжении своей жизни не изменяется. Каким родился, таким и умер. Суть специфики организменного уровня в «переводе» генетической информации в фенотипическую, индивидуальную форму. Условно говоря, на организме природа «опробует», «отрабатывает» конкретный генотип с целью получения сведений о его полезности.
Если организм вырос, выжил в конкурентной борьбе и дал потомство, следовательно, его генотип полезный и он будет закреплен в последующих поколениях. Иначе говоря, на организменном уровне происходит отбор особей по критериям их жизнеспособности и фенотипического успеха. Организмы служат носителями наследственных свойств популяций и видов, они определяют успешность популяции в борьбе за ресурсы. В организмах накапливаются новые свойства вида. На организмах проявляет свое действие естественный отбор, оставляя более приспособленных и выбраковывая менее приспособленных.
Элементарной или структурной единицей организменного уровня организации жизни является особь от момента ее зарождения до момента прекращения существования.
Элементарным явлением организменного уровня организации жизни являются закономерные изменения особи в индивидуальном развитии, переводящие генотипическую информацию в фенотипическую.
Регулирующей системой организменного уровня организации жизни являются генотип.
Жизненный цикл (индивидуальное развитие) особи называется онтогенезом. Онтогенез у человека и всех живородящих животных делится на два периода — эмбриональный (от момента первого деления оплодотворенной яйцеклетки до момента рождения) и постэмбриональный (от момента рождения до конца жизни).
На организменном уровне организации жизни впервые появились процессы, выражающие ее сущность, такие, как обмен веществ и энергии и др. На организменном уровне осуществляется общение между особями как внутри одного вида, так и между видами.
Благодаря постоянству своей внутренней среды, организмы создают в биосфере особую среду жизни — биотическую, в которой они выступают в качестве хозяев, обеспечивающих проживание других организмов. Другие организмы могут селиться как внутри организма-хозяина, так и на нем. Так, например, в организме человека, преимущественно на коже и в кишечнике обитает несколько тысяч видов бактерий. Речь идет о тех бактериях, которые не причиняют нам никакого вреда.
В чем выражается глобальная роль организмов и в целом организменного уровня организации жизни?
Она заключается в поддержании структуры и устойчивости биосферы. Организмы, как непосредственные участники трофических цепей, обеспечивают биологический круговорот и трансформацию энергии в биогеоценозах.
Жизнь на организменном уровне изучают такие направления биологии, как анатомия и физиология. Анатомия изучает устройство организмов, а физиология — их деятельность.
Биологические системы. Общие признаки
Содержание:
В организации живого выделяют многочисленные биологические системы разного уровня строения и жизнедеятельности.
Биологические системы
Биологические системы – это объекты различной сложности, имеющие несколько уровней структурно-функциональной организации и представляющие собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.
К данной категории относят:
Наименьшей биологической системой, присутствующей во всем живом является органическая (биологическая) макромолекула:
В роли наибольшей биологической системы выступает популяция, совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории (занимающих определённый ареал) и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп.
Общие признаки биологических систем
Биологические системы (или живые системы) отличаются от тел неживой природы совокупностью признаков и свойств, среди которых основными являются:
Существенными чертами живых организмов, отличающими их от объектов неживой природы, являются уровневая организация и эволюция.
1. Клеточное строение
2. Особенности химического состава
3. Обмен веществ и превращение энергии.
4. Гомеостаз
5. Раздражимость
6. Движение
7. Рост и развитие
8. Воспроизведение
9. Эволюция
Что служит главным признаком биосистемы организма
Закономерности жизни на организменном уровне
Изучив эту главу, вы сможете характеризовать:
• организм как открытую биосистему;
• процессы размножения и индивидуального развития организмов;
• особенности организмов разных царств живой природы;
• закономерности наследования признаков;
• закономерности изменчивости у организмов.
• объяснять особенности строения и жизнедеятельности вирусов;
• доказывать единство живой природы;
• сравнивать деление клетки при митозе и мейозе;
• объяснять роль гена в наследовании признаков;
• доказывать роль изменчивости в проявлении признаков у организмов.
Организм — открытая живая система (биосистема)
• почему клетку называют биосистемой;
• что организмы бывают одноклеточными и многоклеточными.
Организм — живое существо. Любой организм — это отдельное живое существо (особь), реализующее жизнь на нашей планете. Поэтому организмы называют элементарными структурными единицами жизни.
Все живые организмы независимо от их формы и размеров (от нескольких микрон у некоторых бактерий до десятков метров у растений) служат носителями жизни, обладают основными свойствами живого. Они способны питаться, дышать, осуществлять обмен веществ, удалять ненужные вещества, расти, развиваться, размножаться, взаимодействовать с окружающей средой и приспосабливаться к её изменениям. При этом все живые организмы обладают сходными потребностями — в пище как источнике веществ и энергии и в комплексе условий среды как определённом жизненном пространстве с пищевыми ресурсами, используемом для укрытия, размножения и расселения по земной поверхности.
Свойства организма присущи всем представителям организменного уровня жизни.
Все процессы жизнедеятельности организма осуществляются благодаря функционированию соответствующих органов. Отделить работу одного органа от другого невозможно, так как все они тесно связаны между собой, работают согласованно, дополняя друг друга. Органы многоклеточного организма, как и органоиды одноклеточного, — это не просто сумма каких-то случайных частей тела, а специализированные компоненты, выполняющие разные, но необходимые функции, благодаря которым организм проявляется как целостность, совокупность взаимодействующих органов, обеспечивающих его жизнедеятельность. Взаимосвязанная работа органов обусловливает свойства организма как особой элементарной единицы жизни.
Каждый организм представляет собой совокупность взаимодействующих органов, тесно связанных между собой.
Важным признаком любого организма (даже неклеточного — вируса) служит строгая взаимозависимость всех его отдельных частей (органов, тканей, клеток). Нарушение работы одного из органов может привести к нарушению деятельности остальных. Например, если корни не будут обеспечивать поглощение из почвы воды с растворёнными в ней минеральными солями, то всё растение вскоре погибнет. Животное, если у него не будут работать пищеварительные органы, или органы дыхания, или другие органы, погибнет.
Взаимосвязанная работа органов обеспечивает целостность организма, функционирующего как живая система — биосистема.
Биосистема «организм» представляет собой систему открытого типа, поскольку из внешней среды организм потребляет необходимые ему вещества и энергию, а в среду удаляет ненужные продукты обмена веществ.
Следует отметить способность биосистем к самоподдержанию (самосохранению), т. е. способность сохранять своё существование в течение какого-то определённого срока, свойственного данному виду организмов. Так, слон, лев в благоприятных условиях могут прожить 50—60 лет, ель и сосна — 400—500 лет, овёс, лён и подсолнечник — не более 5
6 месяцев. Многие бактерии живут 20-40 минут, а дрожжи и того меньше.
Одной из причин более длительного периода жизни многоклеточных организмов является постоянная замена клеток, отживших свой срок, в их тканях и органах. Так клетки печени человека обновляются примерно каждые 18 месяцев, эритроциты живут около четырёх месяцев, а клетки эпителия тонкого кишечника и клетки полости рта существуют один — три дня. Есть и такие клетки, которые живут с момента появления в эмбрионе многоклеточного организма до конца его жизни, — нейроны, в которых постоянно происходит обновление внутриклеточного состава.
Регуляция физиологических процессов. Важным свойством биосистем служит саморегуляция их физиологических процессов. У одноклеточных организмов процессы жизнедеятельности регулируются посредством обмена химическими веществами между внешней и внутренней средой. У многоклеточных организмов выработался особый механизм, обеспечивающий согласованное протекание процессов их жизнедеятельности, — гуморальная регуляция.
У животных она осуществляется при участии биологически активных веществ — ионов, продуктов обмена веществ, гормонов, которые выделяются клетками и тканями в жидкие среды организма — кровь, лимфу, тканевую жидкость.
Регуляцию жизнедеятельности растительного организма, помимо продуктов обмена веществ, осуществляют фитогормоны — биологически активные соединения, являющиеся необходимым звеном для запуска и регуляции физиологических процессов.
В ходе эволюции животного мира гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности организмов постепенно дополнялась более совершенными механизмами нервной регуляции. У высокоразвитых животных и человека гуморальная регуляция подчинена нервной регуляции и составляет совместно с ней единую систему нейрогуморальной регуляции.
Регуляция процессов жизнедеятельности осуществляет в организме согласованное взаимодействие всех его органов, тканей и клеток.
Способность биосистемы «организм» к саморегулированию обеспечивает гомеостаз (греч. homoios — «одинаковый» и stasis — «состояние») организма, т. е. постоянство состава и свойств его внутренней среды (межклеточной жидкости, лимфы, крови). Гомеостаз обусловливает возможность организма противостоять изменениям процессов своей жизнедеятельности под воздействием факторов внешней среды.
1. Почему живые организмы относят к открытым биосистемам?
2. В чём отличие биосистемы «организм» от биосистемы «клетка»?
3. Охарактеризуйте регуляцию физиологических процессов у организма.
4. Что служит главным признаком биосистемы «организм»?