Биосфера
Научные положения о роли жизни в развитии планеты Земля были научно обоснованы выдающимся ученым В. И. Вернадским (1863-1945). В 1926 г. он разработал учение о биосфере и ноосфере. По мнению Вернадского, которое сейчас разделяют все, наряду с литосферой, гидросферой, атмосферой существует и биосфера.
Определение 2
Биосфера — это оболочка земного шара, в которой существует или существовала жизнь. В биосфере происходит преобразование солнечной энергии и накопление ее в органическом веществе.
Таким образом, биосфера в своей основе является продуктом взаимодействия живой и неживой природы. Миграция и превращения химических элементов на поверхности Земли, в почве, атмосфере и гидросфере происходят под действием живого вещества.
Составляющими элементарными единицами биосферы является экосистемы совокупности живых организмов на определенном участке, которые взаимодействуют с окружающей средой.
Биосфера в целом, как и отдельные экосистемы, включает в себя три основных компонента:
- Живое вещество — это совокупность живых организмов, которая определяется понятием биомассы.
- Биогенная вещество — это минеральные и органические продукты, созданные живым веществом.
- Биокостное вещество — это вещества, которые образуются в результате взаимоотношений живых организмов с неживой природой.
Уровни организации живой материи
Вся живая материя нашей планеты представлена отдельными особями, состоящими из определенных частей различных уровней – молекул, клеток, тканей, органов. Каждый организм считается частью всевозможных биологических систем – популяций, биоценозов, биосферы в целом.
На каждом уровне организации живой материи проявляются свои качественные особенности жизни. Остановимся подробнее на каждом уровне.
- Начальным уровнем организации живой материи считается молекулярный. Он представлен молекулами органических веществ – белков, углеводов, липидов. Помимо этого молекулярный уровень живой материи включает аденозинфосфорные кислоты, которые являются источником энергии. Наследственная информация заключена в молекулах ДНК, а ее реализация осуществляется при участии молекул РНК.
Молекулы участвуют в росте и развитии организма, хранении и передачи наследственной информации, в обмене веществ и преобразовании энергии
Это является важной характеристикой молекулярного уровня организации живой материи
- Клеточный уровень организации считается первым, на котором проявляются признаки живой материи. Элементарной единицей всех существ является клетка. Соответственно клеточное строение характерно для всей живой материи на планете. Растительные и животные особи состоят из клеток, которые имеют черты сходства и различия.
Наиболее примитивные существа находятся только на клеточном уровне живой материи. Одна клетка в данном случае представляет собой организм, функционирующий как единое целое.
Очень интересно, что в истории нашей планеты был такой период, когда вся живая материя находилась на клеточном уровне организации. Такие существа являлись составными частями популяций, биоценозов, а также биосферы.
- Организменный уровень организации живой материи представлен великим множеством существ. В настоящее время на Земле обитает более миллиона видов животных и около полумиллиона видов высших растений.
Элементарной единицей организменного уровня живой материи считается особь как отдельный организм с индивидуальными особенностями. Вне особей в природе жизнь не существует.
На данном уровне протекают процессы онтогенеза, организм функционирует как единая система, осуществляя саморегуляцию и поддерживая гомеостаз. Однако, для любого существа наступает момент прекращения работы всех процессов жизнедеятельности, следствием является биологическая смерть организма.
- Популяционно-видовой уровень живой материи принципиально отличается от организменного. Во-первых, элементарной единицей данного уровня считается популяция, которая представляет собой совокупность особей определенного вида.
Во-вторых, организм на определенном этапе умирает, его продолжительность жизни заложена генетически. Популяция может развиваться довольно долго при подходящих условиях.
Помимо этого можно выделить ряд свойств характерных для популяционно-видового уровня живой материи. Познакомимся с ними на рисунке.
Популяция постоянно изменяется во времени, то есть участвует в эволюционном процессе. Данная единица является составной частью биогеоценозов.
- Экосистемный уровень организации живой материи включает в себя совокупность популяций различных видов, находящихся в непрерывном взаимодействии друг с другом, а также с внешней средой.
Во всякой экосистеме постоянно происходит круговорот веществ, а также энергии, обусловленный жизнедеятельностью организмов. Все экосистемы планеты составляют биосферу.
- Высшим уровнем организации является биосферный, который объединяет всю живую материю на планете. В биосфере выделяют несколько типов веществ, которые взаимосвязаны друг с другом.
Все процессы глобального масштаба протекают на биосферном уровне живой материи
Для предотвращения экологического кризиса важно знать механизм этих процессов и влияние деятельности человека на них
Целостное представление о жизни можно получить только при комплексном изучении явлений, протекающих на всех уровнях.
Понятие о живых системах
В качестве живых систем выступают клетки и ткани, органы и системы органов, организмы и популяции организмов, экологические системы и биосфера в целом.
В широком смысле под живыми системами принято понимать любую совокупность взаимосвязанных, расположенных в определенном порядке частей какого-либо единого целостного образования или совокупность принципов любой теории, существование которых невозможно без осуществления процессов обмена веществ между ними о окружающей средой.
В экологии под живыми системами следует понимать компоненты живой природы: клетки, органы и их системы, организмы и их популяции, экосистемы и биосферу в целом.
Понятие жизни
Определение 1
Жизнь представляет собой особую форму существования материи, связанную с её воспроизведением.
Исходя из этого, под понятием явления жизни следует понимать форму движения материи.
В настоящее время общим подходом к пониманию сущности жизни является понимание жизни как процесса, конечным результатом которого является самовосстановление.
Всё живое, как собственно и неживое состоит из одних и тех же химических элементов,таких как: О, Н, С, N, S, P и других элементов, но в разном соотношении.
Происходит оно только из живого, а любая организация, присущая живому, возникает только с другой подобной организации.
Замечание 1
Таким образом, сущность жизни заключается в ее самовоспроизведении, в основе которого лежит координация физических и химических явлений и обеспечивается передача генетической информации от поколения к поколениям.
Статья: Сущность жизни. Живые системы
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
С экологической точки зрения жизнь не является исключительным явлением во Вселенной, связанным исключительно с нашей планетой. Её существование возможно лишь там, где выполняются условия Л.Лафлера:
- жизнь может возникать и развиваться только в процессе разделения материи на элементы;
- жизнь может существовать только в таких термических условиях, в которых могут появляться и существовать сложные органические соединения;
- жизнь может существовать только в строго определенных условиях плотности и давления материи;
- для существования жизни обязательным условием является наличие в среде источников энергии и сырья, являющихся основой жизненной материи;
- среда существования жизни должна быть защищена от чрезмерного поступления ультрафиолетового излучения, являющееся в большом количестве губительным для всего живого.
В астрономическом масштабе эти условия могут осуществляться:
- вследствие существования планетарной системы вокруг звёзд, являющихся источником энергии;
- если орбиты планет близки к кругу;
- если планеты вращаются вокруг своей оси, вследствие чего их поверхность нагревается равномерно;
- если поверхность планеты разделена на атмосферу, гидросферу и литосферу, обеспечивающие стабильность среды обитания.
Биологическая организация
Определение 1
Биологическая организация — это иерархия сложных биологических структур и систем, которые определяют жизнь при помощи редукционистского подхода.
Традиционная иерархия, описанная ниже, простирается от атомов до биосфер. Более высокие уровни этой схемы часто упоминаются как концепция экологической организации или как полевая, иерархическая экология.
Получи помощь с рефератом от ИИ-шки
ИИ ответит за 2 минуты
Каждый уровень в иерархии представляет собой увеличение организационной сложности, причем каждый «объект» данного уровня в основном состоит из базовой единицы предыдущего уровня. Основным принципом организации является концепция возникновения свойства и функции, найденных на иерархическом уровне, отсутствующих и неактуальных на более низких уровнях.
Биологическая организация жизни является фундаментальной предпосылкой для многочисленных областей научных исследований, особенно в области медицинских наук.
Свойства организмов
Всех представителей биосферы (одноклеточных и многоклеточных) объединяют свойства живых организмов:
- размножение;
- обмен веществ;
- зависимость от энергии;
- рост;
- развитие;
- раздражимость;
- наследственность;
- изменчивость.
Кроме того, живые организмы имеют единый химический состав. Основные элементы живой материи – азот, кислород, углерод, водород. Из них формируются белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.
Что мы узнали?
Из урока 9 класса биологии узнали об основных уровнях живой природы. Тема включала краткое описание иерархии живой природы, особенностей многоклеточных и одноклеточных организмов, а также отличительные свойства живых организмов.
-
/10
Вопрос 1 из 10
Что такое биология?
Если выпустить биолога в лес, его вряд ли привлекут камни, горные породы, реки, протекающие в этой местности, или состав атмосферного воздуха (хотя и это, несомненно, интересно!), а все потому, что все эти объекты принадлежат неживой природе. Зато биолог точно заинтересуется растительностью и живностью в лесу, то есть объектами живой природы. И вот мы с вами уже почти можем дать определение термину «биология»:
Биология — это наука, изучающая живых существ, их взаимодействие между собой и средой обитания, а также закономерности живых систем.
Четко определить границы биологии сложно, потому что эта наука изучает все аспекты жизни и буквально все, что с ней связано. Живые организмы непрерывно изменяются, обретают все новые и новые свойства, а значит, изучение биологии потенциально бесконечно. Поэтому главная задача биолога — непрерывный поиск ответов на вопросы о природе жизни при помощи научных методов.
А теперь, когда мы немного вдохновились, попробуем более конкретно поговорить о тех объектах, которые изучает биология.
Живые организмы
Организмы классифицируются по таксономии в определенные группы, такие как многоклеточные животные, растения и грибы; или одноклеточные микроорганизмы, такие как протисты, бактерии и археи. Все типы организмов способны к размножению, росту и развитию, поддержанию и некоторой степени реакции на стимулы. Люди — многоклеточные животные, состоящие из многих триллионов клеток, которые дифференцируются во время развития в специализированные ткани и органы.
Все живые организмы, которые существуют на Земле, входят в состав различных экосистем. Занимая определенную экологическую нишу, растения, животные, грибы и микроорганизмы, связанные между собой трофическими связями, выполняют определенные экологические функции. По экологическим функциями живые организмы делятся на:
- Продуценты — это живые существа, способные превращать неорганические вещества в органические;
- Консументы — это живые организмы, которые превращают одни виды органических веществ в другие;
- Редуценты — организмы, которые разлагают органическое вещество до неорганического.
Таким образом, живые организмы, функционируя как биологические объекты, одновременно выполняют и определенные экологические функции. Именно живое вещество и является главной движущей силой преобразования вещества и энергии на Земле. Для того, чтобы управлять этими преобразованиями, их нужно понимать. Понимание экологических законов невозможно без понимания тех процессов, которые происходят в главных активных компонентах экосистемы — живых организмах.
Фактчек
- Биология — это наука о жизни, которая рассматривает тонкости существования живого во всех его проявлениях.
- Для того, чтобы отличить живой организм от неживого, нужно применить к нему критерии жизни.
- К свойствам живого относятся: обмен веществ и энергии, рост и развитие, дискретность и целостность, наследственность и изменчивость, гомеостаз, раздражимость, размножение, сходное химическое строение, открытость, ритмичность.
- Выделяют молекулярный, клеточный, органно-тканевый, организменный, популяционно-видовой, экосистемный и биосферный уровни организации живого.
Отличие живого от неживого
Живым считалось все то, что растет , дышит, передвигается, питается, рождается и умирает
.
Затем появились более профессиональные определения свойств живых организмов:
-
Живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой.
Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах. -
Живые организмы получают энергию из окружающей среды [гланым образом — с помощью дыхания?],
используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности.
Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию.
Кроме того, живые объекты осуществляют обмен веществ с окружающей средой. -
Живые организмы активно реагируют на окружающую среду
[сначала ощущением, потом — движением от/к, включением в себя, соединением с, изменением себя или вокруг…].
Способность реагировать на внешние раздражения – универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных.
[Ощущение — главная загадка живого; это — начало души.] - Живые организмы не только изменяются , но и усложняются.
-
Все живое размножается. Эта способность к самовоспроизведению, пожалуй, самая поразительная способность живых организмов.
Причем потомство и похоже, и в то же время чем-то отличается от родителей.
В этом проявляется действие механизмов наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы.Сходство потомства с родителями обусловлено ещё одной замечательной особенностью живых организмов –
передавать потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения.
Эта информация содержится в генах –
единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах.
Генетический материал определяет направление развития организма. - Живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни.
- Живое способно к саморегуляции. Живая система работает против возрастания энтропии.
Однако, все эти признаки живого в упрощенных формах можно обнаружить и в неживом.
А наиболее яркими признаками живого являются, пожалуй, следующие:
- Стремление к независимости от изменяющейся внешней среды.
- Размножение и экспансия.
- Неравновесность состояния. Обмен веществ. Стремление преобразовать и окружающую среду.
- Способность к регенерации. Возрастание устойчивости.
Из совокупности этих признаков вытекает следующее обобщенное определение сущности живого:
жизнь есть форма существования сложных, открытых систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению.
Важнейшими функциональными веществами этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты.
Опережающее отражение живых организмов — ещё одна их отличительная черта
|
Анализ проблем происхождения и развития жизни с позиций теории функциональных систем
Как условие, определившее возможность появления жизни, П.К.Анохин рассматривал существование «предбиологических систем».
Тела косной природы реагируют, отвечают реакциями на внешние воздействия. Что же касается живого организма, то, если рассматривать его не как физическое тело, а как целостный индивид, Опережающее отражение действительности — свойство живых организмов опережать во времени и пространстве Эксперименты Бенджамина Либета показывают, что бессознательные электрические процессы в головном мозге, |
Анохин П.К. Опережающее отражение действительности. – Вопросы философии. 1962, № 7, с. 175.
Проверь себя
Задание 1.Какое свойство живого иллюстрирует положительный хемотаксис амебы к питательному субстрату?
- Раздражимость
- Развитие
- Дискретность
- Целостность
Задание 2.Хлорелла — одноклеточная водоросль. С каким уровнем организации у нее совпадает организменный уровень?
- Субклеточным
- Молекулярным
- Клеточным
- Органно-тканевым
Задание 3.Что означает утверждение о том, что организмы дискретны?
- Состоят из дифференцированных клеток
- Наследуют признаки родительских особей
- Размножаются
- Состоят из структурных единиц
Задание 4.Какое свойство живого проявляется при дыхании человека?
- Обмен веществ и энергии
- Раздражимость
- Размножение
- Наследственность
Задание 5.На каком уровне организации жизни происходит межвидовая конкуренция зайца-русака и белки в лесу?
- Организменный
- Популяционно-видовой
- Экосистемный
- Биосферный
Ответы: 1. — 1; 2. — 3; 3. — 4; 4. — 1; 5. — 3.