Главная страница
qrcode

биолог. УМО. Социального развития российской федерации астраханская государственная


Скачать 10.36 Mb.
НазваниеСоциального развития российской федерации астраханская государственная
Дата15.10.2020
Размер10.36 Mb.
Формат файлаdocx
Имя файлабиолог. УМО.docx
ТипУчебное пособие
#43478
страница2 из 11
Каталог
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

2. Уровни организации и основные свойства живого


Живая природа является целостной системой, которой свойственны строгая иерархическая организация. Это потребовало выделения структурных уровней организации живого в соответствии с изучаемым объектом:
Молекулярный. Объект изучения – макромолекулы. Размер изучаемого объекта менее 1 нм.
  • Субклеточный. Объект изучения – компоненты клетки. Размер изучаемого объекта от 1 до 200 нм.
  • Клеточный. Объект изучения – эу- и прокариотические клетки. Размер изучаемого объекта более 200 нм.
  • Тканевой. Объект изучения – ткани. Размер изучаемого объекта до 10 мкм.
  • Органный. Объект изучения – орган. Размер изучаемого объекта 100 мкм и более.
  • Организменный. Объект изучения – целостный организм.
    Для наиболее полной характеристики живого целесообразно выделение эволюционно обусловленных уровней организации живого. Особенностью данной классификации является выделение элементарной единицы и элементарного явления, характеризующего каждый уровень. Элементарная единица это структура или объект, закономерное изменение которого, обозначается как элементарное явление, необходимое для сохранения и развития жизни. К эволюционно обусловленным уровням организации живого относятся:
    Молекулярно-генетический уровень. Элементарная единица – ген. Элементарное явление – репликация (удвоение) молекул ДНК, необходимое для копирования биологической информации и передачи ее в ряду поколений.
  • Клеточный уровень. Элементарной структурой является клетка. Элементарное явление – совокупность процессов обмена веществ, энергии и информации, являющихся энергетической и вещественной основой жизни.
  • Организменный (онтогенетический) уровень. Элементарной единицей служит организм. Закономерные изменения, происходящие с организмом в процессе онтогенеза, составляют элементарное явление. Именно эти изменения обеспечивают рост организма, процессы дифференцировки его клеток и тканей.
  • Популяционно-видовой уровень. Элементарной единицей служит популяция. Объединение особей одного вида в популяцию происходит благодаря общности их генофонда. Действие на генофонд популяции элементарных эволюционных факторов приводят к изменению генофонда и процессу видообразования, являющемся элементарным эволюционным явлением.
  • Биогеноценотический уровень. Элементарной единицей служит биогеноценоз. Основной функцией биогеноценоза является осуществление круговорота веществ и энергии, что и является элементарным явлением данного уровня. Биогеоценозы отличаются друг от друга по видовому составу и абиотическим факторам, но тем не менее объединены в единый комплекс – биосферу.
    В связи с разнообразием подходов к определению сущности, существует достаточно много определений живого. Так, выдающийся русский физиолог И.П. Павлов определял жизнь, как «сложный химический процесс». Определение А.Н. Опарина: «жизнь – это особая очень сложная форма движения материи». Широко известно определение Ф. Энгельса – «жизнь – это способ существования белковых тел, суть которого состоит в самообновлении химических составных частей этих тел». Однако, в практическом отношении полезны определения, основанные на выделении комплекса свойств, которые обязательны для живых организмов: «Живые организмы представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, важнейшими функционирующими веществами которых являются белки и нуклеиновые кислоты».


    2.1 Основные свойства живого


    Самовоспроизведение (репродукция). Жизнь на земле возникла путем самозарождения лишь однажды, и с тех пор начало живому дает только живое. Важнейшее значение самовоспроизведения заключается в том, что благодаря этому свойству поддерживается существование вида.

    Самообновление – процесс, в результате которого восстанавливаются структуры, соответствующие утраченным. Это достигается благодаря имеющейся у организмов наследственной информации, на основе которой происходят процессы внутриклеточной и тканевой регенерации.

    Саморегуляция. Процессы, протекающие в живом организме, подвержены регуляции, которая происходит по принципу обратных связей. В регуляции процессов жизнедеятельности активное участие принимает нервная и гуморальная системы. Благодаря саморегуляции обеспечивается механизм поддержания динамического постоянства внутренней среды – гомеостаз.

    Не менее значимыми являются
    Специфичность организации. Единицей организации (структуры и функции) являются клетки. В свою очередь, клетки специфически организованы в ткани, последние в органы и системы органов.

    Упорядоченность структуры. Хотя живое состоит из тех же самых химических элементов, что и неживое, для живого характерна сложность и упорядоченность и молекулярных и надмолекулярных структур. Упорядоченность структуры сопровождается у живых организмов и упорядоченностью во времени – все процессы протекают в клетках, тканях и органах строго согласованно.

    Целостность и дискретность. Любой живой организм представляет собой целостную систему, объединяющие дискретные единицы – клетки, ткани, органы. Органический мир так же дискретен и целостен, поскольку состоит из организмов разных видов, существование которых прямо зависит друг от друга.

    Обмен веществ и энергии. Обмен веществ и энергии (метаболизм) представляет комплекс химических процессов, протекающих в живом организме, и обеспечивающих связь организма с окружающей средой. Благодаря обмену веществ и энергии организм представляет открытую систему, происходит восстановление разрушенных структур (регенерация), рост и развитие, а так же осуществляются все процессы жизнедеятельности.

    Наследственность и изменчивость. Наследственность обеспечивает преемственность между поколениями организмов, сохраняя непрерывность и устойчивость жизни. Изменчивость, являясь свойством противоположным наследственности, определяет появление у организмов новых признаков, отличных от исходных. Наследственная изменчивость является важнейшим фактором эволюции.

    Раздражимость. Способность отвечать на раздражения, проявляющаяся в виде определенной ответной реакции. Факторы, вызывающие ответную реакцию являются раздражителями и к ним можно отнести температуру, свет, звук, механические воздействия и многое другое. У организмов, не имеющих нервной системы, раздражимость в виде таксисов, тропизмов и настий. У животных, имеющих нервную систему, ответная реакция на раздражение проявляется в виде рефлексов.

    Рост и развитие. Рост любого живого организма происходит за счет увеличения числа или размеров, составляющих его клеток, и сопровождается усложнением структуры и функций. Рост и развитие осуществляется в результате взаимодействия генотипа организма с условиями внешней среды и регулируются нервной и эндокринной системами.
    3. Цитология. Методы изучения. Клеточная теория

    Выделяют два основных типа клеток – про- и эукариотические клетки.

    Эукариотическая клетка – это ограниченная активной мембраной упорядоченная система биополимеров и их макромолекулярных комплексов, участвующая в единой совокупности информационных, метаболических и энергетических процессов. Клетки являются основной структурной, функциональной и генетической единицей всего живого. Единственным исключением из этого являются вирусы – доклеточная форма жизни. Но и эти организмы способны осуществлять процессы жизнедеятельности, только внедряясь в клетку хозяина, используя ее структуры. Изучением клетки занимается наука – цитология (от лат. cellula – ячейка, клетка).

    Первые исследования клетки были проведены английским ученым Р. Гуком, который рассматривал под микроскопом срез пробки и обнаружил в 1665 году ячейки, назвав их клетками. Ячеистое строение тканей растений наблюдали так же итальянец М. Мальпиги и англичанин Р. Грю. То, что видели эти исследователи, являлось клеточной оболочкой. Голландец А. Левенгук (1680 г.) открыл мир простейших и впервые увидел клетки животных. Прогресс в изучении клетки был связан с развитием техники микроскопирования и в 1830 году чешский ученый Я. Пуркинье открыл внутреннее содержимое клетки – полужидкое, студенистое вещество, названное им протоплазмой (цитоплазмой). Англичанин Р. Броун открыл в 1833 году клеточное ядро (лат. – nucleus, греч. – caryon). Таким образом, были открыты все три структурных компонента клетки.

    Важнейшим этапом развития учения о клетке явилось создание клеточной теории. Немецкий зоолог Т. Шванн, опираясь на данные немецкого ботаника М. Шлейдена, сформулировал в 1839 году основные положения клеточной теории. В конце XIX века клеточная теория получила свое дальнейшее развитие в трудах патологоанатома Р. Вирхова. Он сделал важнейший вывод о том, что клетки появляются лишь в результате деления предшествующей материнской клетки.

    В современном виде клеточная теория включает в себя следующие положения:
    Клетка – это элементарная единица живой материи.
  • Клетки различных организмов гомологичны по своему строению.
  • Образование новых клеток происходит путем деления исходной клетки.
  • Многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток, объединенные в целостные системы тканей и органов, связанные между собой межклеточными, нервными и гуморальными формами регуляции.
    Таким образом, клеточная теория представляет собой обобщенное представление о строении, размножении клеток и их роли в формировании многоклеточного организма.

    Как естественная наука цитология имеет ряд методов исследования, к которым относятся:

    Световая микроскопия, включающая в себя такие методы как:

    Фазово-контрастная микроскопия – позволяет резко повысить контрастность изображения объекта.

    Поляризационная микроскопия – в поле зрения поляризационного микроскопа в результате двойного лучепреломления объекты оказываются ярко светящимися на темном фоне.

    Интерференционная микроскопия – при микроскопии свет разделяется на 2 пучка. Один из них проходит через объект, другой – мимо него. Вследствие этого свет, прошедший через объект, испытывает фазовый сдвиг и изображение строится таким образом, что участки клетки, обладающие разной плотностью, будут отличаться друг от друга по степени контрастности.

    Микроскопия в темном поле – изображение попадает в объектив в результате отражения света от объекта, благодаря чему мельчайшие частицы выглядят светящимися точками на темном фоне.

    Ультрафиолетовая микроскопия – компоненты объекта, совершенно не поглощающие видимый свет, обладают специфическим поглощением УФ – лучей с определенной длиной волны, что позволяет выявить подобные вещества без всякого окрашивания.

    Флуоресцентная микроскопия – метод позволяет изучить как собственную (первичную) флуоресценцию ряда веществ, так и «вторичную», вызванную окрашиванием клеточных структур флуорохромами.

    Электронная микроскопия, в том числе:

    Трансмиссионная электронная микроскопия – изображение на флуоресцирующем экране электронного микроскопа создается при рассеивании пучка электронов объектом.

    Сканирующая электронная микроскопия – позволяет изучить трехмерную картину поверхности клетки в результате пробегания пучка электронов по поверхности объекта.

    Ауторадиография – введение в клетки радиоактивных изотопов и обнаружение их на фотоэмульсиях, что позволяет изучить процессы, происходящие в клетке.

    Хроматография и электрофорез, используемые для разделения биологических молекул.

    Рентгеноструктурный анализ, позволяющий определить пространственное расположение молекул различных веществ, расстояние между отдельными молекулами, объем, форму и другие свойства.

    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

    перейти в каталог файлов


  • связь с админом