Назовите ступени живой материи

Основные уровни организации живой материи

Организация жизни на Земле имеет много форм своего проявления. Для каждой из них определяются общие черты, характерные функции. В процессе сосуществования живые материи переплетаются между собой, давая толчок к развитию и совершенствованию.

Уровни структурной организации живой материи

К единому определению жизни ученые до настоящего времени еще не пришли. Однако существует четкая характеристика понятия «живая материя», которое дает представление об особенностях жизни на Земле. Схематически эта характеристика выглядит следующим образом:

1. Для живых организмов свойственен конкретный химический состав, основные компоненты которого – углерод, кислород, азот и водород.
2. Организменная ткань состоит из клеток (исключение составляют вирусы).
3. В процессе жизнедеятельности живые существа обмениваются с окружающей средой энергией и веществами, соблюдая при этом собственный гомеостаз.
4. Генетические особенности передаются в последующие поколения по наследству. Происходит это при самовоспроизведении. Однако изменчивость и индивидуальное развитие не исключены.
5. Для организмов свойственна раздражимость, ритмичность, адаптационные характеристики.
6. Организмы, являясь целостными системами, состоят из отдельных элементов.
7. Жизнь на Земле имеет свойство развиваться.
8. Уровни организации живой материи находятся в иерархической зависимости.

На рисунке представлен систематизированный материал, характеризующий ступени организации живого субстрата. Каждый уровень развития имеет свое предназначение. В процессе эволюции развитие организма происходило от простого к сложному, что давало возможность приспосабливаться к меняющемуся окружающему миру и не останавливаться в своем развитии.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Что под этим понимается, иерархическое усложнение

Различные проявления жизни на Земле обусловлены существованием огромного количества организмов. Они имеют в своей биологической основе много общих черт, хотя фенотипически не идентичны.

Определяет набор характерных признаков уровень организации живой материи. Начальная (молекулярная) ступень присутствует во всех организмах. Ее можно назвать универсальной для любого проявления жизни. Клетка – единица, содержащая наследственную информацию, – обязательный элемент размножения. Сменяющие друг друга тканевой и органный уровни закладывают основу физиологии и анатомии. На ступени популяции формируются видовые особенности.

Высшая степень – биосфера – не что иное, как глобальный круговорот веществ и потоки энергии, происходящие в результате жизнедеятельности всей биологической материи.

Последующие ступени развития постепенно отсеивают представителей более низкой организации, выводя жизнь на более высокую ступень.

Характеристики и процессы, характерные для различных уровней

Основные принципы, лежащие в основе жизнедеятельности организмов на различных этапах иерархической лестницы четко определены биологическими науками. Постепенное усложнение жизни – закономерный и постоянный процесс. Каждая ступень – обязательный этап, пройдя который живая материя совершенствуется.

Молекулярный

Начальный уровень. Его суть – химические реакции, в результате которых происходит превращение одних веществ в другие. Из отдельных атомов образуются молекулы белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот, которые являются строительным материалов для клеток и тканей организма. Характеристика молекулярных соединений включает градацию их по степени сложности, размерам, физическим свойствам, например, силе межмолекулярных связей. Однако в целом такая с истема не считается живой, а методы ее изучения относятся к микроскопическим.

Клеточный

Общая классификация обозначает над молекулярным уровнем клеточную организацию. Однако более детальный подход обнаруживает надмолекулярный уровень (другое название – субклеточный). В его пределах молекулы структурируются в компоненты клеток – органеллы. В результате этого синтезируются мембрана (оболочка клетки), хромосомный аппарат, ядро, вакуоли, цитоплазмы и прочие клеточные компоненты.

Субклеточный этап предшествует клеточному, обеспечивая жизнеспособность форменных элементов.

Клетка – простейшая структура живого организма, способная к самостоятельному функционированию. Обязательный фактор для размножения, роста и развития.

Клетку можно смело назвать началом всего живого. В научной литературе такой процесс получил определение матричного синтеза биополимеров.

Природа клеточного уровня существования имеет ряд свойств:

• структура и соответствующие функции растительных и животных клеток идентична;
• в ней обеспечена возможность передачи генетической информации;
• условия для жизни клетки обеспечиваются в результате клеточного метаболизма;
• каждый вид клеток имеет свою специализацию, объясняющую природу раздражимости.

Организменный

Подобно тому, как между молекулярным и клеточным уровнями существует промежуточная ступень – надмолекулярная, клеточный и организменный этапы разделяет органно-тканевой. Именно здесь происходит синтез органов. Чем сложнее их организация, тем длительнее процесс. Поскольку на каждый орган возлагается четко определенная функция, клетки, образующие его ткань, строго специфичны.

Биология организменного уровня заключается в существовании одноклеточных либо многоклеточных структур. Имеется несколько определений организма, в основу которых положены его функции и строение.

Организм – тело живой природы, которому свойственны характеристики живой материи.

Биологический термин – особь – представляет собой организменный уровень существования материи. Для одноклеточных особей организмом является одна клетка. У многоклеточных каждая ткань (или орган) представлена объединением клеток.

Органный уровень – сложный компонент развития живой материи, в ходе которого он получает отличные от других функции.

Популяционно-видовой

Особи конкретного вида объединяются в популяции. Для каждой популяции свойственно обитание в конкретной зоне (ареале), для чего в процессе эволюции вырабатываются приспособленческие реакции. Популяцию характеризуют, как «самовоспроизводящуюся систему с надорганизменными свойствами». Представители одной популяции схожи по строению, функциям, способу существованию. Несколько популяций могут объединяться в один вид. Это имеет большое значение в эволюционных процессах: в результате скрещивания особей из различных популяций повышается плодовитость потомства.

Объединения живых организмов в одну систему носит название биоценозом.

Биогеоценотический

Объединение биоценоза с окружающей средой обеспечило переход живой материи на новый этап развития – биогеоценотический уровень. В нем живые организмы окружает неживая материя, представленная в виде почвы, воздуха, воды и прочих природных факторов. Примеры биогеоценоза: природный водоем, поверхностный слой грунта, естественный лес и другие.

Внутри биогеоценоза вырабатываются межорганизменные связи, переходящие в динамические сообщества. По-другому такой уровень называется экосистемным. Такой термин характеризует наличие межпопуляционного взаимодействия под влиянием факторов окружающей среды. Нарушения в одном из звеньев биогеоценоза часто ведет к серьезным сбоям в жизни состоящих в нем членов.

Не стоит путать понятие «биогеоценоз» и «экосистема». Биогеоценоз обычно представлен одним растительным комплексом. Например, лес, пруд. Экосистема – понятие более объемное и может охватывать не один биогеоценоз.

Сегодня существуют биогеоценозы природного и искусственного происхождения. Искусственный создан руками человека, чаще не способен к процессам саморегуляции. Примером может служить городской парк или агробиоценоз, создаваемый человеком для сельскохозяйственной деятельности.

Биосферный

Биосферный уровень существования живой материи – высший уровень ее организации. Это динамическая, претерпевающая постоянные изменения система, для которой свойственен круговорот энергии и отдельных веществ.

Термин произошел от греческих слов «βιος — жизнь» и «σφαῖρα — сфера, шар». Верным на сегодня определением является рассмотрение биосферы, как оболочки Земли, населенной живой материей, а также находящейся под постоянным воздействием продуктов жизнедеятельности живых существ. В биосфере насчитывается свыше 3 млн видов живых организмов, включая человека. Биосфера взаимосвязана с гидросферой и литосферой, а также контактирует с нижними слоями атмосферы.

Источник

Уровни организации живой материи: названия и характеристики

Уровни организации живой материи – это условное обозначение, принятое для классификации всех живых организмов на нашей планете. Живая природа Земли поистине разнообразна. Организмы могут принимать различные размеры: начиная от простейших и одноклеточных микробов, переходя к многоклеточным существам, и заканчивая самыми крупными животными на земле – китами.

Эволюция на Земле происходила таким образом, что организмы развивались от простейших (в прямом смысле) к более сложным. Так, то возникая, то исчезая, новые виды совершенствовались в ходе эволюции, принимая все более причудливый облик.

Чтобы систематизировать это невероятное количество живых организмов, и были введены уровни организации живой материи. Дело в том, что, несмотря на различия во внешнем виде и в строении, все организмы живой природы имеют общие черты: они так или иначе состоят из молекул, имеют в своем составе повторяющиеся элементы, в том или ином смысле – общие функции органов; они питаются, размножаются, стареют и умирают. Иными словами, свойства живого организма, несмотря на внешние различия, схожи. Собственно, ориентируясь на эти данные, можно проследить, как проходила эволюция на нашей планете.

Итак, рассмотрим уровни организации живой материи более подробно. Первый уровень распространяется на всеживые организмы без исключения. Чем он (уровень) выше, тем все большее число представителей живой природы отсеивается.

1. Молекулярный уровень присущ всем организмам. В рамках этого уровня происходят невидимые невооруженным глазом процессы, имеющие место в любом живом организме: синтез и распад питательных, строительных или защитных веществ. Это уровень крупных молекулярных соединений (белки, нуклеиновые кислоты и т. д.)

2. Надмолекулярный или субклеточный. Уровень, на котором происходит структуризация молекул в органоиды клетки: клеточная мембрана, хромосомы, вакуоли, ядро и т. д.

3. Клеточный.На этом уровне материя представлена в виде элементарной функциональной единицы – клетки.

4. Органно-тканевый уровень. Именно на этом уровне образуются все органы и ткани живого организма вне зависимости от их сложности: головной мозг, язык, почка и др. При этом следует иметь в виду, что ткань – совокупность клеток, объединенных общим строением и функцией. Орган – часть организма, в «обязанности» которой входит выполнение четко определенной функции.

5. Онтогенетический или организменный уровень. На этом уровне различные по функциональности органы объединяются в целостный организм. Говоря иначе, этот уровень представлен уже целостным индивидом любого вида.

6. Популяционно-видовой. Организмы или индивиды, имеющие сходное строение, функции и схожий облик и тем самым относящиеся к одному виду, включаются в одну популяцию. В биологии под популяцией понимают совокупность всех особей данного вида. В свою очередь, все они образуют генетически единую и обособленную систему. Популяция обитает в определенном месте – ареале и, как правило, не пересекается с представителями других видов. Вид, в свою очередь, представляет собой совокупность всех популяций. Живые организмы могут скрещиваться и производить потомство лишь в рамках своего вида.

7. Биоценотический. Уровень, на котором живые организмы объединяются в биоценозы – совокупность всех популяций, проживающих на конкретной территории. Принадлежность к тому или иному виду в этом случае не имеет значения.

8. Биогеоценотический. Этот уровень обусловлен образованием биогеоценозов, то есть совокупности биоценоза и неживых факторов (почва, климатические условия) в той области, где биоценоз обитает.

9. Биосферный. Уровень, объединяющий все живые организмы на планете.

Таким образом, уровни организации живой материи включают в себя девять пунктов. Подобная классификация определяет существующую в современной науке систематизацию живых организмов.

Источник

Краткая характеристика уровней организации живой материи.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

33. «Под ноосферой следует понимать сферу взаимодействия природы и общества, в которой разумная деятельность человека становится главным фактором».

Учение В. И. Вернадского о ноосфере В. И. Вернадский, продолжая развитие теории о формировании биосферы, вкладывал в понятие ноосферы материалистическое наполнение. Он считал, что человек, как часть природы, должен подчиняться ее законам, а не стараться изменить их. Поэтому человечество должно учитывать природные закономерности в процессе развития общества и среды.
Сначала Вернадский считал ноосферу особой оболочкой разума, которая развивается над биосферой. Но позже он пришел к выводу, что:
«Ноосфера – это новое состояние биосферы, в котором умственная разумная деятельность человека станет определяющим фактором ее развития».
. Он указывал, что биосфера переходит в свое новое состояние – ноосферу – под воздействием научной мысли и человеческой деятельности. Человечество все больше стало отличаться от других составляющих биосферы как новая биогенная природоформирующая сила. Благодаря научной мысли, воплощенной в достижениях науки и техники, человек способен осваивать те части биосферы, куда раньше он не мог проникнуть. Для ноосферы характерна тесная связь законов природы и социально-политических факторов общества. Она основана на научно обоснованном рациональном использовании природных ресурсов, которое предполагает восстановление кругооборота вещества и потока энергии. Характерной отличительной чертой ноосферы является экологизация всех сфер человеческой жизни. Это предполагает формирование у человечества экологического мышления и экологического сознания.
В результате оценивания роли человеческого разума как планетарного явления, В. И. Вернадский сформулировал основные положения своего учения. Развитие науки является решающей силой, которой человек изменяет биосферу, в которой сам обитает. Изменения биосферы это неизбежное явление. Оно происходит параллельно с обогащением научными знаниями. Изменения биосферы не зависят от воли человека. Это — процесс. Средой обитания человечества является организованная оболочка – биосфера. Поэтому постепенные изменения в ней в результате научной деятельности человека, как решающей силы, является закономерным процессом перехода биосферы в ноосферу.

34. Биоэтика (от греч. bios – жизнь и ethos – нрав, обычай) – междисциплинарное научное направление, находящееся на стыке философии, этики, биологии, экологии, медицины и других наук. Понятие «биоэтика» было впервые введено в науку американским биологом В. Поттером в 1969 году в книге «Биоэтика – мост в будущее». Он интерпретирует биоэтику как переплетение биологических знаний с человеческими ценностями. Это направление науки возникло как ответная реакция на новые проблемы относительно жизни, здоровья и смерти, на возрастающий интерес людей по поводу их прав, включительно и право на их собственное телесное и духовное бытие, на позицию общества относительно живой природы, угрожающей опасности жизни на земле в результате обострения глобальных проблем.

Биоэтика не просто новое название старых проблем1. Она представляет собой синтез многих медико-биологических и философско-гуманистических наук, имеющие цель познание и защита жизни (живого) с позиций традиционной этики. Сегодня как никогда актуальна проблема основных принципов и нравственных ценностей относительно не только жизни, смерти, здоровья человека, но и существования животных и растений. В. Поттер утверждает, что нормы и ценности биоэтики не могут быть отделены от других наук и аргументирует как необходимость специализации этики (как например, этика природы, этика пожилых людей, этика городской жизни и т.д.). Следовательно, стало неизбежной возникновение новой этики, более широкой, предметом которой стало бы выживание человека посредством защиты биосферы

ЭКОСОФИЯ — одно из направлений в современном экологическом сознании, рассматривающее отношение человека к природе в интимно-личностном, этическом, эстетическом, религиозном аспектах. Э. имеет ряд разновидностей.

Для представителей глубинной экологии (А.Наесс, У.Андерсон, У.Фокс и др.) изменение взаимоотношений общества и природы начинается с изменения самой структуры нашего «я». Традиционное противопоставление «я» и окружающего мира заменяется представлением о том, что наше «я» — это поле, которое постоянно расширяется, углубляется, сливаясь со всем существующим на планете. Забота о природе становится заботой о себе, все преграды между «я» и природой рушатся, человек начинает мыслить «изнутри» природы, общепринятая нормативная мораль оказывается излишней. Личность превращается в «эко-я», она готова «сбросить с себя бремя отождествления только с человеческой сущностью». Человек начинает говорить от имени земли, леса, горы. В рамках глубинной экологии предлагаются способы слияния с природой: ритуальные формы действий, медитативные упражнения, пробуждение «эволюционной памяти», «эко-дыхательные» упражнения, подключающие «я» человека к большому экологическому «Я». Человек утрачивает индивидуальную свободу, растворяясь в душе природы.

35. Целью алхимиков во всех культурах является осуществление качественных изменений внутри одушевлённого или неодушевлённого предмета, его «перерождение» и переход «на новый уровень». Алхимию, занимающуюся получением золота, составлением препаратов и снадобий, «пилюль бессмертия», изучением глубинной (оккультной) сущности веществ и химических реакций называют внешней алхимией. Трансмутацией духа, достижением абсолютного здоровья или даже бессмертия при помощи определенных упражнений — внутренней алхимией.

В рамках внутренней алхимии человек или его отдельные материальные и нематериальные компоненты (сознание, дух, душа, отдельные энергии и т.п.) рассматриваются как субстанции, обладающие определёнными химическими и физическими свойствами, с которыми можно производить операции, описываемые на языке химических превращений.

Все без исключения алхимические учения отличаются таинственностью и секретностью, что часто давало повод к их превратному пониманию. Однако магические обряды, ритуальные действия, заклинания рассматривались как способ влияния на природные и божественные силы, которые могли помочь в осуществлении мистического творения, то есть превращения одного вещества в другое (трансмутация, тетрасомата и пр.).

Во всех алхимических системах важное значение имеют идеи:

очистки и концентрации участвующих в работе веществ или вещества путём прокаливания, переплавки, амальгамирования, дистилляции;

священного брака, соития мужского и женского принципов, соединения противоположностей.

Для александрийской, арабской и европейской алхимических традиций крайне важную роль играет также идея смерти (обычно в форме убийства) и воскресения (воскрешения).

36. Для становления химии как науки такими условиями стало обновление европейской культуры, потребность в новых видах промышленного производства, открытие Америки и расширение торговых отношений, а также многие другие факторы прогресса, которые сначала проявили себя в Италии, а затем во всей Западной Европе. Эти изменения повернули научные исследования на новые пути. Химия также испытала на себе влияние новых условий жизни и, отделившись от старой алхимии, приобрела довольно большую свободу исследования. В результате этой свободы химия сделала первые шаги как самостоятельная наука, сформировала современный взгляд на цели и задачи химических исследований, утвердилась как единая и независимая наука.

1. Закон сохранения массы веществ ( М.В. Ломоносов; 1756 г.): масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.

2. Закон постоянства состава. состав соединений молекулярной структуры является постоянным независимо от способа получения (более точная современная формулировка);

3. Закон кратных отношений (Дальтон , 1803 г.): если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то массы одного из элементов, приходящиеся в этих соединениях на одну и ту же массу другого, относятся между собой как небольшие целые числа.

4. Закон объемных отношений(закон Гей-Люссака): объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа.

5. Закон Авогадро (1811 г.): в равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и при одинаковом давлении, содержится одно и то же число молекул. Постоянная Авогадро NA = 6,02*1023 моль-1 – число структурных единиц в одном моле вещества.

6. Уравнение состояния идеального газа – Менделеева-Клапейрона:

где Р – давление газа, Па; V – объем газа, м3; m – масса вещества, г; М – его молярная масса, г/моль; Т – абсолютная температура, К; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/моль*К.

7. Закон парциальных давлений (закон Дальтона): Давление смеси газов, химически не взаимодействующих друг с другом, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь.2

8. Закон эквивалентов. массы участвующих в реакции веществ пропорциональны их молярным массам эквивалента:

m1 / m2 = M Э1/ M Э2 = …;

37. Особенно интенсивно развиваются взаимосвязи между физикой и химией. Этот процесс сопровождается возникновением все новых и новых смежных физико-химических отраслей знания.

Физика и химия изучают практически одни и те же объекты, но только каждая из них видит в этих объектах свою сторону, свой предмет изучения. Так, молекула является предметом изучения не только химии, но и молекулярной физики. Если первая изучает ее с точки зрения закономерностей образования, состава, химических свойств, связей, условий ее диссоциации на составляющие атомы, то последняя статистически изучает поведение масс молекул, обусловливающее тепловые явления, различные агрегатные состояния, переходы из газообразной в жидкую и твердую фазы и обратно, — явления, не связанные с изменением состава молекул и их внутреннего химического строения. Сопровождение каждой химической реакции механическим перемещением масс молекул реагентов, выделение или поглощение тепла за счет разрыва или образования связей в новых молекулах убедительно свидетельствуют о тесной связи химических и физических явлений. Так, энергетика химических процессов тесно связана с законами термодинамики

Процесс взаимодействия химии и биологии значительно усилился в начале XIX века, когда в составе химии образовались две самостоятельные научные дисциплины — неорганическая и органическая химия. Применительно к вопросу взаимодействия химии и биологии наибольший интерес представляет органическая химия.

Органическая природа предоставила химикам-органикам прекрасные образцы своего творения — вещества растительного и животного происхождения — для подражания и воспроизведения подобных веществ в химических лабораториях. Так для химиков возник «биологический идеал», оказавший большое влияние на развитие органической химии, особенно на первоначальном этапе ее становления.

Резкое укрепление взаимосвязи химии с биологией произошло в результате создания А.М. Бутлеровым теории химического строения органических соединений. Руководимые этой теорией химики-органики вступили в соревнование со своей «соперницей» — природой. Последующие поколения химиков проявили большую изобретательность, труд, фантазию и творческий поиск в направленном синтезе вещества. Их замыслом было не только подражать природе, они хотели превзойти ее. И сегодня мы можем уверенно заявить, что во многих случаях это удалось. Лишь постепенное развитие науки XIX века, приведшее к раскрытию структуры атома и детальному познанию строения и состава клетки, открыло перед химиками и биологами практические возможности совместной работы над химическими проблемами учения о клетке, среди них вопросы о характере химических процессов в живых тканях, об обусловленности биологических функций химическими реакциями. Сейчас для химии особенно важным становится применение биологических принципов, в которых сконцентрирован опыт приспособления живых организмов к условиям Земли в течение многих миллионов лет, опыт создания наиболее совершенных механизмов и процессов.

Источник