Уровни организации живой материи

Цель. Сформировать представление  об уровнях организации  живой материи  и признаках биологических  систем. 
 

 1. Фундаментальные свойства живых систем 

В  развитии биологии  выделяют три основных  этапа.  

Первый – систематики (Карл Линней), 

второй – эволюционный (Чарльз Дарвин),  

третий – микробиологии (Грегор Мендель).  
 
 
 
 
 
 

Уровни организации живой материи.

Признаки живой материи

1926  г Вернадский предложил  все живое изучать  на структурных  уровнях  

1966г.  КМ Завадский дополняет  знания о структурных  уровнях 

НО: единого взгляда  до сих пор нет. 

Молекулярный

Клеточный

Тканево  – органный

Популяционно  – видовой

Биогеоценозный

Биосферный 

!Каждый  последующий является  частью предыдущего 

                       Принцип иерархии  

Уровень  – положение высоких  ступеней относительно  низких и при  этом включающиеся в друг друга. 

Уровни  организации  

Биологическая  система  

Компоненты, 
образующие систему  

Основные  процессы  

1.  Клеточный 

Клетка  

Комплексы  молекул химич .соединений  и органоиды клетки  

Синтез специфических  органических веществ; регуляция  химических реакций; деление клеток; вовлечение химических элементов  Земли и энергии Солнца в  биосистемы  

2.  Тканевый  

ткань 

Клетки  и межклеточ.

в -во 

Обмен в – в  и раздражимость  

3.  Органный  

орган 

Ткани  разных типов  

Пищеварение; газообмен; транспорт веществ; движение и  др.  

4.  Организменный  

организм 

Системы  органов  

Обмен веществ; раздражимость; размножение; онтогенез. Нервно-гуморальная  регуляция процессов жизнедеятельности.  

5.  Популяционно-видовой  

Популяция, вид 

Группы  родственных особей, объединенных определенным  генофондом и специфическим  взаимодействием  с о/с 

Генетическое своеобразие; взаимодействие между особями  и популяциями;; выработка адаптации  к меняющимся условиям среды  

6.  Биогеоценотический  

биогеоценоз 

Популяции  разных видов; факторы  среды; пространство  с комплексом условий  среды обитания  

Биологический круговорот  веществ и поток энергии, обеспечение  живого населения условиями обитания  и ресурсами  

7.  Биосферный  

биосфера 

Биогеоценозы  

взаимодействие живого  и неживого (косного) вещества планеты;  глобальный круговорот

Типлер 
Жизнь – это некая закодированная информация, которая сохраняется естественным отбором 

М.В. Волькенштейн

Живые  тела, существующие  на  Земле, представляют  собой открытые  саморегулирующие  и самовоспроизводящиеся  системы ,построенные  из биополимеров  – белков и  нуклеиновых кислот. Живые тела –  открытые системы, существующие до  тех пор, пока в  них поступает  энергия в  виде  пищи, а отбросы  выделяются в о/с.  

Энгельс

Жизнь  есть способ существования  белковых, существенным  моментом, которого  является постоянный  обмен веществ  с окружающей их  внешней природой, причем с прекращением  этого обмена прекращается  и жизнь, что приводит  к разложению белка. 

Современная  биология

При  описании живого  идет по пути  перечисления основных  свойств живых  организмов. При этом  подчеркивается , что  совокупность данных  свойств дает представление  о специфике жизни.  

Философское  определение жизни

Жизнь  – особая форма  движения материи, которая существует  в форме БС

•  Живая природа представляет собой совокупность биологических систем

 

Биологическая  система – это комплекс элементов связанных между собой так, что создается целостность 

Б.С. разной степени  сложности принято  называть структурными  уровнями организации  живой материи  

Система - это внешняя  или внутренняя упорядоченность множества элементов, определяющая целостность, проявляющаяся как нечто целое к другим объектам и внешним условиям.

Эл + эл + эл  = система  

Системность  и структурность  неотъемлемое свойство  материи.

Критерии  живых систем.  

*Особенности химического состава

*Метаболизм

*ЭНТРОПИЯ

*Единый  принцип структурной  организации.

*Репродукция

*Наследственность

*Изменчивость

*Рост  и развитие

*Раздражимость

*Дискретность  и целостность

*Авторегуляция.  Устойчивость

*Ритмичность

*Энергозависимость

*  Адаптация к среде  
 

Таким  образом, живые организмы  резко отличаются  от объектов физики  и химии – неживых  систем – своей  исключительной сложностью  и высокой структурной  функциональной упорядоченностью. Эти отличия придают  жизни качественно  новые свойства. Живое  представляет собой  особую ступень  развития материи.

В  самом общем виде  жизнь можно определить  как активное, идущее  с затратой полученной  извне энергии  поддержание и  самовоспроизведение  специфической структуры.  Фундаментальные  свойства живого - тесно связанные, неотделимые друг  от друга феномены.

 

Особенности  химического состава 

• В  состав живых организмов  входят те же  химические элементы, что и объекты  неживой природы. Но соотношение неодинаково.

 

Неживая  материя

Si. Fe.  Mg.Al. O 

Живая  материя

С,O,Н,N + S.P / 98% 

органические  молекулы 

Свойства  органических молекул:

• Большие
• Легкие
• Динамичные
• Активны (при обычных температурах)
• Участвуют в реакциях матричного синтеза
• Образуют ковалентные связи
• Постоянны
• Хиральны
• Состоят из  хим. эл, компактно расположенных в ПС.
• компактны

 
 
 

Живая  и неживая материя  сходны на атомном  уровне.

Различаются  на молекулярном.

Метаболизм  

Обмен  в- в обеспечивает:

• Гомеостаз организма, т.е неизменность химического состава и строения всех частей организмов, постоянство их функционирования в меняющихся условиях среды.
• Любой  обмен:
• Энергозависим
• Непрерывен
• Открытый

 

Н2О

СО2,

О2, др газы 

Ф - s 

Биологическая  система 

Синтез  

Распад  

Н2О

СО2,

О2, др газы 

Поток Е 

Е сол. Е хим св  

рассеивается 

Хим

Тепл

Механ

Электр 

Трансформация (преобразование) – закон сохранения  Е

• Энтропия  – мера неупорядоченности молекул

 

Живые  системы характеризуются  гораздо более  высоким уровнем  упорядоченности  и ассиметрии в  пространстве и  во времени.

Чем  более сложно устроено  живое в-во, тем  более в нем  скрыто энергии  и энтропии.

В  неживой материи  энтропия высокая, Е мало.

В  живой материи  энтропия низкая, Е много.

Структурная  компактность  и  энергетическая экономичность  живого – результат  высочайшей упорядоченности  на молекулярном  уровне. 

• Структурность.

 

Пространственная

(один  подле другого) 

• Горизонтальная
• Вертикальная

 

Временная

(один после  другого) 

Дискретность  строения организма  - основа его структурной  упорядоченности. Она  создает возможность  постоянного самообновления  его путем замены  «износившихся» структурных  элементов.