На каких уровнях организации жизни проявляются все свойства живых систем

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 2 декабря 2018;
проверки требуют 24 правки.

Уровни организации жизни — иерархически соподчинённые уровни организации биосистем, отражающие уровни их усложнения. Чаще всего выделяют восемь основных структурных уровней жизни:

молекулярный,
клеточный,
тканевый,
органный,
организменный,
популяционно-видовой,
биогеоценозный,
биосферный.

В типичном случае каждый из этих уровней является системой из подсистем нижележащего уровня и подсистемой системы более высокого уровня.
Следует подчеркнуть, что построение универсального списка уровней биосистем невозможно. Выделять отдельный уровень организации целесообразно в том случае, если на нём возникают новые свойства, отсутствующие у систем нижележащего уровня. К примеру, феномен жизни возникает на клеточном уровне, а потенциальное бессмертие — на популяционном[1]. При исследовании различных объектов или различных аспектов их функционирования могут выделяться разные наборы уровней организации. Например, у одноклеточных организмов механизмы регуляции изучаемого процесса.
Одним из выводов, следующих из общей теории систем является то, что биосистемы разных уровней могут быть подобны в своих существенных свойствах, например, принципах регуляции важных для их существования параметров.

Молекулярный уровень организации жизни[править | править код]

Представлен разнообразными молекулами, находящимися в живой клетке.

Компоненты
- Молекулы неорганических и органических соединений
- Молекулярные комплексы
Основные процессы
- Объединение молекул в особые комплексы
- Осуществление кодирования и передачи генетической информации
Науки, ведущие исследования на этом уровне
- Биохимия
- Биофизика
- Молекулярная биология
- Молекулярная генетика

Тканевой уровень организации жизни[править | править код]

Тканевый уровень представлен тканями, объединяющими клетки определённого строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная). У растений различают меристематическую, защитную, основную и проводящую ткани. На этом уровне происходит специализация клеток.

Органный уровень организации жизни[править | править код]

Органный уровень представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счёт различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счёт разного количества тканей. Для позвоночных характерна цефализация, заключающаяся в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.

Организменный (онтогенетический) уровень организации жизни[править | править код]

Представлен одноклеточными и многоклеточными организмами растений, животных, грибов и бактерий.

Компоненты
- Клетка — основной структурный компонент организма. Из клеток образованы ткани и органы многоклеточного организма
Основные процессы
- Обмен веществ (метаболизм)
- Раздражимость
- Размножение
- Онтогенез
- Нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности
- Гомеостаз
Науки, ведущие исследования на этом уровне
- Анатомия
- Биология развития
- Аутэкология
- Генетика
- Гигиена
- Морфология
- Физиология

Популяционно-видовой уровень организации жизни[править | править код]

Представлен в природе огромным разнообразием видов и их популяций.

Компоненты
- Группы родственных особей, объединённых определённым генофондом и специфическим взаимодействием с окружающей средой
Основные процессы
- Генетическое своеобразие
- Взаимодействие между особями и популяциями
- Накопление элементарных эволюционных преобразований
- Осуществление микроэволюции и адаптация к изменяющейся среде
- Видообразование
- Увеличение биоразнообразия
Науки, ведущие исследования на этом уровне
- Генетика популяций
- Эволюция

Биогеоценотический уровень организации жизни[править | править код]

Представлен разнообразием естественных и культурных биогеоценозов во всех средах жизни.

Компоненты
- Популяции различных видов
- Факторы среды
- Пищевые цепи, потоки веществ и энергии
Основные процессы
- Биохимический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь
- Подвижное равновесие между живыми организмами и абиотической средой (гомеостаз)
- Обеспечение живых организмов условиями обитания и ресурсами (пищей и убежищем)
Науки, ведущие исследования на этом уровне
- Биогеография
- Биогеоценология
- Экология

Биосферный уровень организации жизни[править | править код]

Представлен высшей, глобальной формой организации биосистем — биосферой.

Компоненты
- Биогеоценоз
- Антропогенное воздействие
Основные процессы
- Активное взаимодействие живых и неживых веществ планеты
- Биологический глобальный круговорот веществ и энергии
- Активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы, его хозяйственная и этнокультурная деятельность
Науки, ведущие исследования на этом уровне
- Экология
  - Глобальная экология
  - Космическая экология
  - Социальная экология
- Физическая география

См. также[править | править код]

Учение о биосфере и ноосфере
Уровни языка

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

Пономарёва И. Н., Корнилова О. А., Лощилина Т. Е. Биология 10 класс. Базовый уровень. — 2-е изд., перераб. — М.: Вента-Граф, 2007. — С. 10—11, 217. — 224 с. — 15 000 экз. — ISBN 978-5-360-00429-5.
Коллектив авторов Института истории естествознания и техники АН СССР. Развитие концепции структурных уровней в биологии.. — М.: Наука, 1972. — 427 с. — 10 000 экз.
Пономарёва И. Н., Корнилова О. А., Лощилина Т. Е., Ижевский П. В. Биология 11 класс. Базовый уровень. — 2-е изд., перераб. — М.: Вента-Граф, 2007. — 240 с. — 25 000 экз. — ISBN 978-5-360-00237-6.
Пепеляева О. А., Сунцова И. В. Приложение 1 // Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. — М.: Вако, 2009. — С. 292—293. — 464 с. — (В помощь школьному учителю). — 10 000 экз. — ISBN 978-5-94665-822-5.

Ссылки[править | править код]

Учебная модель: Уровни биосистем

Источник

Для живых систем характерно иерархическое усложнение организации. Выделяют несколько уровней организации живой материи.

В основе процессов жизнедеятельности лежат процессы превращения веществ, в результате которых образуются сложные молекулы — полисахариды, липиды, белки и нуклеиновые кислоты. Эти молекулы образуют сложные специфические комплексы, выполняющие все функции, свойственные живому. Они формируют молекулярный уровень организации живого. Однако любой такой комплекс сам по себе не является живым.
Все проявления живого мы наблюдаем на следующем, клеточном уровне. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого. Она служит основой роста, развития и размножения многоклеточных организмов. Она также является минимальной единицей живого, способной к самостоятельному существованию либо в виде одноклеточных организмов, либо в виде культивируемых клеток многоклеточных.
Все живое на земле существует в виде обособленных единиц — особей, которые формируют организменный уровень. В случае одноклеточных организмов особью является каждая отдельная клетка. У многоклеточных между клеточным и организменным уровнями формируются дополнительные уровни: тканевый и органный. Тканевый уровень формируется при объединении клеток одного или нескольких типов, выполняющих общую функцию. Органный уровень представлен сложными образованиями, выполняющими определенные функции и отделенными от других частей организма.
Следующий уровень — популяционно-видовой. Надорганизменные системы — популяции и виды — объединяют особей, имеющих сходное строение и дающих плодовитое потомство. Для популяции характерна также общность занимаемой территории, тогда как особи одного вида могут занимать разные территории, принадлежа разным популяциям. Вид представляет собой сумму популяций. На этом уровне осуществляются основные эволюционные процессы.
Биогеоценотический (экосистемный) уровень представляет собой результат взаимодействия популяций разных видов, проживающих на одной территории, и природных условий этой территории. Биогеоценозы представляют собой устойчивые исторически сложившиеся динамические сообщества. При этом они не являются полностью изолированными друг от друга.
В результате взаимодействия биоценозов формируется высший уровень организации живого на земле — биосферный. На этом уровне происходят круговороты веществ и энергии. Биосфера так же, как и биогеоценозы, представляет собой динамическую, постоянно изменяющуюся систему.

На каких уровнях организации жизни проявляются все свойства живых систем

Процессы, характерные для различных уровней организации живой природы

Уровень организации

Процессы

молекулярный

объединение молекул в комплексы;

химические реакции;

хранение и запись генетической информации

клеточный

субклеточный

обмен веществ и энергии;

этап трансляции в биосинтезе белка;

рост и регенерация

организменный

тканевый
органный

дифференцировка клеток и тканей;

обмен веществ;

регуляция жизнедеятельности (поддержание гомеостаза);

раздражимость;

размножение

популяционно-видовой

взаимодействие между особями и популяциями внутри вида (!);

адаптация к окружающей среде;

эволюционные процессы

биогеоценотический

межвидовые взаимодействия;

круговороты веществ и энергии;

регуляция динамического равновесия компонентов биогеоценоза

биосферный

активное взаимодействие живого и неживого планеты;

биологический глобальный круговорот веществ и энергии

Источник

☰

Выделяют следующие уровни организации жизни: молекулярный, клеточный, органно-тканевой (иногда их разделяют), организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Живая природа представляет собой систему, а различные уровни ее организации формируют ее сложное иерархическое строение, когда нижележащие более простые уровни определяют свойства вышележащих.

Так сложные органические молекулы входят в состав клеток и определяют их строение и жизнедеятельность. У многоклеточных организмов клетки организованы в ткани, несколько тканей образуют орган. Многоклеточный организм состоит из систем органов, с другой стороны, организм сам является элементарной единицей популяции и биологического вида. Сообщество представляется собой взаимодействующие популяции разных видов. Сообщество и окружающая среда формируют биогеоценоз (экосистему). Совокупность экосистем планеты Земля образует ее биосферу.

На каждом уровне возникают новые свойства живого, отсутствующие на нижележащем уровне, выделяются свои элементарные явления и элементарные единицы. При этом во многом уровни отражают ход эволюционного процесса.

Выделение уровней удобно для изучения жизни как сложного природного явления.

Рассмотрим подробнее каждый уровень организации жизни.

Молекулярный уровень

Хотя молекулы состоят из атомов, отличие живой материи от неживой начинает проявляться только на уровне молекул. Только в состав живых организмов входит большое количество сложных органических веществ – биополимеров (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот). Однако молекулярный уровень организации живого включает и неорганические молекулы, входящие в клетки и играющие важную роль в их жизнедеятельности.

Функционирование биологических молекул лежит в основе живой системы. На молекулярном уровне жизни проявляется обмен веществ и превращение энергии как химические реакции, передача и изменение наследственной информации (редупликация и мутации), а также ряд других клеточных процессов. Иногда молекулярный уровень называют молекулярно-генетическим.

Клеточный уровень жизни

Именно клетка является структурной и функциональной единицей живого. Вне клетки жизни нет. Даже вирусы могут проявлять свойства живого, лишь оказавшись в клетке хозяина. Биополимеры в полной мере проявляют свою реакционную способность будучи организованы в клетку, которую можно рассматривать как сложную систему взаимосвязанных в первую очередь различными химическими реакциями молекул.

На этом клеточном уровне проявляется феномен жизни, сопрягаются механизмы передачи генетической информации и превращения веществ и энергии.

Органно-тканевой

Ткани есть только у многоклеточных организмов. Ткань представляет собой совокупность сходных по строению и функциям клеток.

Ткани образуются в процессе онтогенеза путем дифференцировки клеток имеющих одну и ту же генетическую информацию. На этом уровне происходит специализация клеток.

У растений и животных выделяют разные типы тканей. Так у растений это меристема, защитная, основная и проводящая ткани. У животных — эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная. Ткани могут включать перечень подтканей.

Орган обычно состоит из нескольких тканей, объединенных между собой в структурно-функциональное единство.

Органы формируют системы органов, каждая из которых отвечает за важную для организма функцию.

Органный уровень у одноклеточных организмов представлен различными органеллами клетки, выполняющими функции переваривания, выделения, дыхания и др.

Организменный уровень организации живого

Наряду с клеточным на организменном (или онтогенетическом) уровне выделяются обособленной структурные единицы. Ткани и органы не могут жить независимо, организмы и клетки (если это одноклеточный организм) могут.

Многоклеточные организмы состоят из систем органов.

На организменном уровне проявляются такие явления жизни как размножение, онтогенез, обмен веществ, раздражимость, нервно-гуморальная регуляция, гомеостаз. Другими словами, его элементарные явления составляют закономерные изменения организма в индивидуальном развитии. Элементарной единицей является особь.

Популяционно-видовой

Организмы одного вида, объединенные общим местообитанием, формируют популяцию. Вид обычно состоит из множества популяций.

Популяции имеют общий генофонд. В пределах вида они могут обмениваться генами, т. е. являются генетически открытыми системами.

В популяциях происходят элементарные эволюционные явления, приводящие в конечном итоге к видообразованию. Живая природа может эволюционировать только в надорганизменных уровнях.

На этом уровне возникает потенциальное бессмертие живого.

Биогеоценотический уровень

Биогеоценоз представляет собой взаимодействующую совокупность организмов разных видов с различными факторами среды их обитания. Элементарные явления представлены вещественно-энергетическими круговоротами, обеспечиваемыми в первую очередь живыми организмами.

Роль биогеоценотического уровня состоит в образовании устойчивых сообществ организмов разных видов, приспособленных к совместному проживанию в определенной среде обитания.

Биосфера

Биосферный уровень организации жизни — это система высшего порядка жизни на Земле. Биосфера охватывает все проявления жизни на планете. На этом уровне происходит глобальный круговорот веществ и поток энергии (охватывающий все биогеоценозы).

Источник

Вся живая природа представляет собой совокупность биологических систем разного уровня организации и различной соподчинённости.
Под уровнем организации живой материи понимают то функциональное место, которое данная биологическая структура занимает в общей системе организации природы.

Уровень организации живой материи — это совокупность количественных и качественных параметров определённой биологической системы (клетка, организм, популяция и т. д.), которые определяют условия и границы её существования.

Выделяют несколько уровней организации живых систем, которые отражают соподчинённость, иерархичность структурной организации жизни.

Молекулярный (молекулярно-генетический) уровень представлен отдельными биополимерами (ДНК, РНК, белками, липидами, углеводами и другими соединениями); на этом уровне жизни изучаются явления, связанные с изменениями (мутациями) и воспроизведением генетического материала, обменом веществ. Этим занимается наука — молекулярная биология.
Клеточный уровень — уровень, на котором жизнь существует в форме клетки — структурной и функциональной единицы жизни — изучает цитология. На этом уровне изучаются такие процессы, как обмен веществ и энергии, обмен информацией, размножение, фотосинтез, передача нервного импульса и многие другие.

Клетка — структурная единица всего живого.

Тканевый уровень изучает гистология.

Ткань — это совокупность межклеточного вещества и сходных по строению, происхождению и выполняемым функциям клеток.

Органный уровень. Орган включает в свой состав несколько тканей.
Организменный уровень — самостоятельное существование отдельной особи — одноклеточного или многоклеточного организма — изучают, например, физиология и аутэкология (экология особей). Особь как целостный организм представляет собой элементарную единицу жизни. В другой форме жизнь в природе не существует.

Организм — это реальный носитель жизни, характеризующийся всеми её свойствами.

Популяционно-видовой уровень — уровень, который представлен группой особей одного вида — популяцией; именно в популяции происходят элементарные эволюционные процессы (накопление, проявление и отбор мутаций). Этот уровень организации изучают такие науки, как демэкология (или популяционная экология), эволюционное учение.

Популяция — это совокупность особей одного вида, длительно существующих на определённой территории, свободно скрещивающихся и относительно изолированных от других особей того же вида.

Биогеоценотический уровень — представлен сообществами (экосистемами), состоящими из разных популяций и среды их обитания. Этот уровень организации изучает биоценология, или синэкология (экология сообществ).

Биогеоценоз — это совокупность всех видов с различной сложностью организации и всех факторов среды их обитания.

Биосферный уровень — уровень, представляющий совокупность всех биогеоценозов. В биосфере происходит круговорот веществ и превращение энергии с участием организмов.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

https://school-collection.edu.ru

Источник

Живые системы имеют общие признаки:
1. единство химического состава свидетельствует о единстве и связи живой и неживой материи.

Пример:

в состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы, но в других количественных соотношениях (т. е. живые организмы обладают способностью избирательного накопления и поглощения элементов). Более (90) % химического состава приходится на четыре элемента: С, O, N, H, которые участвуют в образовании сложных органических молекул (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов).

2. Клеточное строение (Единство структурной организации). Все существующие на Земле организмы состоят из клеток. Вне клетки жизни нет.
3. Обмен веществ (Открытость живых систем). Все живые организмы представляют собой «открытые системы».

Открытость системы — свойство всех живых систем, связанное с постоянным поступлением энергии извне и удалением продуктов жизнедеятельности (организм жив, пока в нём происходит обмен веществами и энергией с окружающей средой).

Обмен веществ — совокупность биохимических превращений, происходящих в организме и других биосистемах.

Обмен веществ состоит из двух взаимосвязанных процессов: синтеза органических веществ (ассимиляции) в организме (за счёт внешних источников энергии — света и пищи) и процесса распада сложных органических веществ (диссимиляции) с выделением энергии, которая затем расходуется организмом. Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.
4. Самовоспроизведение (Репродукция) — способность живых систем воспроизводить себе подобных. Способность к самовоспроизведению является важнейшим свойством всех живых организмов. В её основе лежит процесс удвоения молекул ДНК с последующим делением клеток.
5. Саморегуляция (Гомеостаз) — поддержание постоянства внутренней среды организма в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды. Любой живой организм обеспечивает поддержание гомеостаза (постоянства внутренней среды организма). Стойкое нарушение гомеостаза ведёт к гибели организма.
6. Развитие и рост. Развитие живого представлено индивидуальным развитием организма (онтогенезом) и историческим развитием живой природы (филогенезом).

В процессе индивидуального развития постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организма и осуществляется его рост (все живые организмы растут в течение своей жизни).
Результатом исторического развития является общее прогрессивное усложнение жизни и всё многообразие живых организмов на Земле. Под развитием понимают как индивидуальное развитие, так и историческое развитие.

7. Раздражимость — способность организма избирательно реагировать на внешние и внутренние раздражители (рефлексы у животных; тропизмы, таксисы и настии у растений).
8. Наследственность и изменчивость представляют собой факторы эволюции, так как благодаря им возникает материал для отбора.

Изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки и свойства в результате влияния внешней среды и/или изменений наследственного аппарата (молекул ДНК).
Наследственность — способность организма передавать свои признаки последующим поколениям.

9. Способность к адаптациям — в процессе исторического развития и под действием естественного отбора организмы приобретают приспособления к условиям окружающей среды (адаптации). Организмы, не обладающие необходимыми приспособлениями, вымирают.
10. Целостность (непрерывность) и дискретность (прерывность). Жизнь целостна и в то же время дискретна. Эта закономерность присуща как структуре, так и функции.

Любой организм представляет собой целостную систему, которая в то же время состоит из дискретных единиц — клеточных структур, клеток, тканей, органов, систем органов. Органический мир целостен, поскольку все организмы и происходящие в нём процессы взаимосвязаны. В то же время он дискретен, так как складывается из отдельных организмов.

Отдельные свойства, перечисленные выше, могут быть присущи и неживой природе.

Пример:

для живых организмов характерен рост, но ведь и кристаллы растут! Хотя этот рост не имеет тех качественных и количественных параметров, которые присущи росту живого.

Пример:

для горящей свечи характерны процессы обмена и превращения энергии, но она не способна к саморегуляции и самовоспроизведению.

Следовательно, все перечисленные выше свойства характерны для живых организмов только в своей совокупности.

Источники:

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

https://900igr.net/kartinki/geografija/Krugovoroty-v-biosfere/005-Priznaki-zhivogo.html

Источник