Unterrichtsthema: Organismische Lebensebene und ihre Rolle in der Natur. Unter der organismischen Lebensebene eines Organismus versteht man die Bedeutung der organismischen Ebene in der Natur

Ein Organismus ist die Grundeinheit des Lebens, der eigentliche Träger seiner Eigenschaften, da Lebensprozesse nur in den Zellen des Körpers ablaufen. Als eigenständiges Individuum ist der Organismus Teil der Art und Population und eine strukturelle Einheit des Lebensstandards der Population und Art.

Biosysteme auf der Ebene des Organismus haben folgende Eigenschaften: Stoffwechsel, Ernährung und Verdauung, Atmung, Ausscheidung, Reizbarkeit, Fortpflanzungsverhalten, Lebensstil, Anpassungsmechanismen an die Umwelt, neurohumorale Regulierung lebenswichtiger Prozesse

Die Strukturelemente des Körpers sind Zellen, Zellgewebe, Organe und Organsysteme mit ihren einzigartigen lebenswichtigen Funktionen. Das Zusammenspiel dieser Strukturelemente in ihrer Gesamtheit gewährleistet die strukturelle und funktionelle Integrität des Körpers.

Die Hauptprozesse im Biosystem der Organismusebene: Stoffwechsel und Energie, gekennzeichnet durch die koordinierte Aktivität verschiedener Organsysteme des Körpers: Aufrechterhaltung einer konstanten inneren Umgebung, Bereitstellung und Umsetzung erblicher Informationen sowie Überprüfung der Lebensfähigkeit einer bestimmten Genotyp, individuelle Entwicklung (Ontogenese).

Die Organisation des Biosystems auf der Ebene des Organismus zeichnet sich durch eine große Vielfalt an Organsystemen und Geweben aus, die den Körper bilden; die Bildung von Kontrollsystemen, die den koordinierten Betrieb aller Komponenten des Biosystems und das Überleben des Organismus unter schwierigen Umweltbedingungen gewährleisten; das Vorhandensein verschiedener Anpassungsmechanismen an die Wirkung von Faktoren, die die relative Konstanz der inneren Umgebung, d. h. die Homöostase des Körpers, aufrechterhalten.

Die Bedeutung der organismischen Ebene des Lebens in der Natur kommt vor allem darin zum Ausdruck, dass auf dieser Ebene ein primäres diskretes Biosystem entstanden ist, das durch Selbsterhaltung seiner Struktur, Selbsterneuerung, aktive Regulierung des Einflusses der äußeren Umgebung und die Fähigkeit dazu gekennzeichnet ist mit anderen Organismen interagieren.

Die lebenswichtige Aktivität des Körpers wird durch die Arbeit und das Zusammenspiel seiner verschiedenen Organe sichergestellt. Ein Organ ist ein Teil eines vielzelligen Organismus, der eine bestimmte Funktion (oder eine Gruppe miteinander verbundener Funktionen) ausführt, eine bestimmte Struktur aufweist und aus einem natürlich gebildeten Gewebekomplex besteht. Ein Organ kann seine Funktionen unabhängig oder als Teil eines Organsystems (z. B. Atmung, Verdauung, Ausscheidung oder Nervensystem) erfüllen.

Bei einzelligen Lebewesen sind die funktionellen Teile der Individuen Organellen, also organähnliche Strukturen. Ein Organismus ist eine Ansammlung von Organsystemen, die miteinander und mit der äußeren Umgebung verbunden sind.

Alle Organismen sind als Individuen Vertreter verschiedener Populationen (und Arten) und Träger ihrer grundlegenden erblichen Eigenschaften und Merkmale. Daher stellt jeder Organismus ein einzigartiges Beispiel einer Population (und Art) in der Manifestation erblicher Neigungen, Eigenschaften und Beziehungen zur Umwelt dar.

Die humorale Regulierung erfolgt durch Körperflüssigkeiten (Blut, Lymphe, Gewebeflüssigkeit) mit Hilfe biologisch aktiver Substanzen, die von Zellen, Geweben und Organen während ihrer Funktion abgesondert werden. Eine wichtige Rolle spielen dabei Hormone, die in speziellen endokrinen Drüsen produziert werden und direkt ins Blut gelangen. In Pflanzen werden die Wachstumsprozesse und die morphophysiologische Entwicklung durch biologisch aktive chemische Verbindungen gesteuert – Phytohormone, die von speziellen Geweben (Meristem an Wachstumspunkten) produziert werden.

In einzelligen Organismen (Protozoen, Algen, Pilze) werden viele lebenswichtige Prozesse auch auf humoralchemischem Wege durch die äußere und innere Umgebung reguliert.

Im Laufe der Evolution lebender Organismen entstand eine neue Regulierung, die hinsichtlich der Geschwindigkeit der Steuerung funktionierender Prozesse effizienter war – die Nervenregulation. Die Nervenregulation ist im Vergleich zur Humoralregulation eine phylogenetisch jüngere Art der Regulation. Es basiert auf Reflexverbindungen und ist an ein genau definiertes Organ oder eine Zellgruppe gerichtet. Die Geschwindigkeit der Nervenregulation ist hundertmal höher als die der Humoralregulation.

Homöostase ist die Fähigkeit, Veränderungen zu widerstehen und die relative Konstanz der Zusammensetzung und Eigenschaften des Körpers dynamisch aufrechtzuerhalten.

Bei Wirbeltieren und Menschen ergänzen sich die vom Nervensystem gesendeten Impulse und ausgeschütteten Hormone gegenseitig bei der Regulierung der lebenswichtigen Prozesse des Körpers. Die humorale Regulation ist der nervösen Regulation untergeordnet; zusammen bilden sie eine einzige neurohumorale Regulation, die die normale Funktion des Körpers unter sich ändernden Umweltbedingungen gewährleistet.

Ernährung einzelliger Organismen Unter Pinozytose versteht man die Aufnahme von Flüssigkeit und Ionen. Unter Phagozytose versteht man das Einfangen fester Partikel. Die Zelle kann mit Hilfe von Lysosomen verdauen. Lysosomen verdauen fast alles, sogar den Inhalt ihrer Zellen. Der Prozess der Selbstzerstörung der Zelle wird Autolyse genannt. Autolyse tritt auf, wenn der Inhalt von Lysosomen direkt in das Zytoplasma freigesetzt wird.

Die Bewegung einzelliger Organismen erfolgt mit Hilfe verschiedener Organellen und Auswüchse des Zytoplasmas. Das Zytoplasma enthält ein komplexes Netzwerk aus Mikrotubuli, Mikrofilamenten und anderen Strukturen mit unterstützenden und kontraktilen Funktionen, die die amöboide Bewegung der Zelle gewährleisten. Manche Protozoen bewegen sich durch wellenartige Kontraktionen des gesamten Körpers. Die Zelle führt mit Hilfe spezieller Formationen wie Flagellen und Flimmerhärchen eine aktive Bewegung aus.

Das Verhalten (Reizbarkeit) einzelliger Organismen äußert sich darin, dass sie verschiedene Reize aus der äußeren Umgebung wahrnehmen und darauf reagieren können. Die Reaktion auf Reizungen besteht in der Regel in räumlichen Bewegungen von Individuen. Diese Art der Reizbarkeit bei einzelligen Organismen wird Taxis genannt. Phototaxis ist eine aktive Reaktion auf Licht. Thermotaxis ist eine aktive Reaktion auf die Temperatur. Geotaxis ist eine aktive Reaktion auf die Schwerkraft der Erde.

Mehrzellige Organismen verfügen ebenso wie einzellige über grundlegende Lebensprozesse: Ernährung, Atmung, Ausscheidung, Bewegung, Reizbarkeit usw. Im Gegensatz zu einzelligen Organismen, bei denen alle Prozesse in einer Zelle konzentriert sind, gibt es bei mehrzelligen Organismen jedoch eine Funktionsteilung zwischen Zellen. Gewebe, Organe, Organsysteme.

Gefäßsysteme transportieren Substanzen im Körper. Das Atmungssystem versorgt den Körper mit der nötigen Menge an Sauerstoff und transportiert gleichzeitig viele Stoffwechselprodukte ab. Die Verwendung von im Wasser gelöstem Sauerstoff ist die älteste Atemmethode. Hierzu werden Kiemen verwendet. Bei Landwirbeltieren besteht das Atmungssystem aus Kehlkopf, Luftröhre, paarigen Bronchien und Lunge.

Die Prozesse der Atmung und der Freisetzung von Stoffwechselprodukten sind bei vielen hochorganisierten Tieren, insbesondere bei großen Tieren, ohne die Beteiligung des Kreislaufsystems nicht möglich. CS trat erstmals bei Würmern auf. Bei Arthropoden, Mollusken und Akkordaten verfügt der CS über ein besonderes pulsierendes Organ – das Herz. Neben der Hauptaufgabe (Sicherstellung von Stoffwechselprozessen und Aufrechterhaltung der Homöostase) erfüllt das CS von Wirbeltieren auch andere Funktionen: hält die Körpertemperatur konstant, überträgt Hormone, beteiligt sich an der Bekämpfung von Krankheiten, an der Wundheilung usw.

Blut ist ein flüssiges Gewebe, das im Kreislaufsystem zirkuliert. Alle Wirbeltiere haben zelluläre oder geformte Elemente in ihrem Blut. Dies sind rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen.

Aufgaben und Fragen 1. Beschreiben Sie die Unterschiede zwischen dem Lebensstandard eines Organismus und dem Standard der Populationsart. 2. Nennen Sie am Beispiel eines beliebigen Säugetiers die wichtigsten Strukturelemente des Biosystems „Organismus“. 3. Erklären Sie, welche Anzeichen es uns ermöglichen, den Tuberkulosebazillus bei einem Patienten, einen Barsch in einem Fluss und eine Kiefer in einem Wald als Organismen zu klassifizieren. 4. Beschreiben Sie die Rolle von Kontrollmechanismen bei der Existenz eines Biosystems. 5. Wie erfolgt die Selbstregulation lebenswichtiger Prozesse im Körper? 6. Erklären Sie, wie einzellige Organismen Nahrung aufnehmen und verdauen. Beschreiben Sie, wie einzellige Organismen durch ihre Umwelt navigieren.

Es gibt solche Ebenen der Organisation lebender Materie – Ebenen der biologischen Organisation: molekular, zellulär, Gewebe, Organ, Organismus, Populationsart und Ökosystem.

Molekulare Organisationsebene- Dies ist das Funktionsniveau biologischer Makromoleküle - Biopolymere: Nukleinsäuren, Proteine, Polysaccharide, Lipide, Steroide. Auf dieser Ebene beginnen die wichtigsten Lebensprozesse: Stoffwechsel, Energieumwandlung, Übertragung erbliche Informationen. Diese Ebene wird studiert: Biochemie, Molekulargenetik, Molekularbiologie, Genetik, Biophysik.

Zellulare Ebene- Dies ist die Ebene der Zellen (Zellen von Bakterien, Cyanobakterien, einzelligen Tieren und Algen, einzelligen Pilzen, Zellen mehrzelliger Organismen). Eine Zelle ist eine strukturelle Einheit von Lebewesen, eine Funktionseinheit, eine Entwicklungseinheit. Dieses Niveau wird von Zytologie, Zytochemie, Zytogenetik und Mikrobiologie untersucht.

Gewebeebene der Organisation- Dies ist die Ebene, auf der die Struktur und Funktion von Geweben untersucht wird. Dieses Niveau wird von der Histologie und Histochemie untersucht.

Organebene der Organisation- Dies ist die Ebene der Organe vielzelliger Organismen. Auf dieser Ebene werden Anatomie, Physiologie und Embryologie untersucht.

Organismische Organisationsebene- Dies ist die Ebene der einzelligen, kolonialen und mehrzelligen Organismen. Die Besonderheit der Organismenebene besteht darin, dass auf dieser Ebene die Entschlüsselung und Umsetzung genetischer Informationen erfolgt, die Bildung von Merkmalen, die den Individuen einer bestimmten Art innewohnen. Auf dieser Ebene werden Morphologie (Anatomie und Embryologie), Physiologie, Genetik und Paläontologie untersucht.

Populations-Arten-Ebene- Dies ist die Ebene der Aggregate von Individuen - Populationen Und Spezies. Auf dieser Ebene werden Systematik, Taxonomie, Ökologie, Biogeographie untersucht. Populationsgenetik. Auf dieser Ebene sind genetische und ökologische Merkmale von Populationen, elementar evolutionäre Faktoren und ihre Auswirkungen auf den Genpool (Mikroevolution), das Problem des Artenschutzes.

Ökosystemebene der Organisation- Dies ist die Ebene von Mikroökosystemen, Mesoökosystemen, Makroökosystemen. Auf dieser Ebene werden Ernährungsarten, Arten von Beziehungen zwischen Organismen und Populationen im Ökosystem untersucht, Einwohnerzahl, Populationsdynamik, Populationsdichte, Ökosystemproduktivität, Sukzession. Auf dieser Ebene wird Ökologie studiert.

Auch ausgezeichnet Organisationsebene der Biosphäre lebende Materie. Die Biosphäre ist ein gigantisches Ökosystem, das einen Teil der geografischen Hülle der Erde einnimmt. Das ist ein Mega-Ökosystem. In der Biosphäre findet ein Kreislauf von Stoffen und chemischen Elementen sowie die Umwandlung von Sonnenenergie statt.

2. Grundlegende Eigenschaften lebender Materie

Stoffwechsel (Metabolismus)

Stoffwechsel (Metabolismus) ist eine Reihe chemischer Umwandlungen in lebenden Systemen, die deren lebenswichtige Aktivität, Wachstum, Fortpflanzung, Entwicklung, Selbsterhaltung, ständigen Kontakt mit der Umwelt und die Fähigkeit zur Anpassung an diese und ihre Veränderungen sicherstellen. Während des Stoffwechselprozesses werden die Moleküle, aus denen die Zellen bestehen, abgebaut und synthetisiert; Bildung, Zerstörung und Erneuerung von Zellstrukturen und Interzellularsubstanz. Der Stoffwechsel basiert auf den miteinander verbundenen Prozessen der Assimilation (Anabolismus) und Dissimilation (Katabolismus). Assimilation - Prozesse der Synthese komplexer Moleküle aus einfachen unter Verwendung der während der Dissimilation gespeicherten Energie (sowie der Ansammlung von Energie während der Ablagerung synthetisierter Substanzen). Dissimilation ist der Prozess des Abbaus (anaerob oder aerob) komplexer organischer Verbindungen, der unter Freisetzung der für das Funktionieren des Körpers notwendigen Energie erfolgt. Im Gegensatz zu Körpern unbelebter Natur ist für lebende Organismen der Austausch mit der Umwelt eine Voraussetzung für ihre Existenz. In diesem Fall kommt es zur Selbsterneuerung. Im Körper ablaufende Stoffwechselprozesse werden durch zeitlich und räumlich streng geordnete chemische Reaktionen zu Stoffwechselkaskaden und -zyklen zusammengefasst. Der koordinierte Ablauf einer Vielzahl von Reaktionen in einem kleinen Volumen wird durch die geordnete Verteilung einzelner Stoffwechseleinheiten in der Zelle erreicht (Prinzip der Kompartimentierung). Stoffwechselprozesse werden mit Hilfe von Biokatalysatoren – speziellen Enzymproteinen – reguliert. Jedes Enzym verfügt über die Substratspezifität, die Umwandlung nur eines Substrats zu katalysieren. Diese Spezifität beruht auf einer Art „Erkennung“ des Substrats durch das Enzym. Die enzymatische Katalyse unterscheidet sich von der nichtbiologischen Katalyse durch ihre extrem hohe Effizienz, wodurch die Geschwindigkeit der entsprechenden Reaktion um das 1010- bis 1013-fache steigt. Jedes Enzymmolekül ist in der Lage, mehrere tausend bis mehrere Millionen Operationen pro Minute durchzuführen, ohne bei der Teilnahme an Reaktionen zerstört zu werden. Ein weiterer charakteristischer Unterschied zwischen Enzymen und nichtbiologischen Katalysatoren besteht darin, dass Enzyme in der Lage sind, Reaktionen unter normalen Bedingungen (Atmosphärendruck, Körpertemperatur usw.) zu beschleunigen. Alle lebenden Organismen können in zwei Gruppen eingeteilt werden – Autotrophe und Heterotrophe, die sich in den Energiequellen und den für ihr Leben notwendigen Substanzen unterscheiden. Autotrophe sind Organismen, die organische Verbindungen aus anorganischen Substanzen synthetisieren, indem sie die Energie des Sonnenlichts (Photosynthese – grüne Pflanzen, Algen, einige Bakterien) oder Energie aus der Oxidation eines anorganischen Substrats (Chemosynthese – Schwefel, Eisenbakterien und einige andere) nutzen. Autotrophe Organismen sind in der Lage, alle Bestandteile der Zelle zu synthetisieren. Die Rolle der photosynthetischen Autotrophen in der Natur ist entscheidend: Als Hauptproduzenten organischer Stoffe in der Biosphäre sichern sie die Existenz aller anderen Organismen und den Ablauf biogeochemischer Kreisläufe im Stoffkreislauf der Erde. Heterotrophe (alle Tiere, Pilze, die meisten Bakterien, einige Nicht-Chlorophyll-Pflanzen) sind Organismen, die für ihre Existenz fertige organische Substanzen benötigen, die, wenn sie als Nahrung zugeführt werden, sowohl als Energiequelle als auch als notwendiges „Baumaterial“ dienen. . Ein charakteristisches Merkmal von Heterotrophen ist das Vorhandensein von Amphibolie, d.h. der Prozess der Bildung kleiner organischer Moleküle (Monomere), die bei der Verdauung von Nahrungsmitteln entstehen (der Prozess des Abbaus komplexer Substrate). Solche Moleküle – Monomere – werden zum Aufbau eigener komplexer organischer Verbindungen verwendet.

Selbstreproduktion (Reproduktion)

Die Fähigkeit zur Fortpflanzung (Reproduktion der eigenen Art, Selbstreproduktion) ist eine der grundlegenden Eigenschaften lebender Organismen. Die Fortpflanzung ist notwendig, um die Kontinuität der Artenexistenz zu gewährleisten, denn Die Lebensdauer eines einzelnen Organismus ist begrenzt. Die Fortpflanzung gleicht Verluste durch den natürlichen Tod von Individuen mehr als aus und gewährleistet so den Erhalt der Art über Generationen von Individuen. Im Verlauf der Evolution lebender Organismen kam es zu einer Entwicklung der Fortpflanzungsmethoden. Daher finden wir in den zahlreichen und vielfältigen Arten lebender Organismen, die derzeit existieren, unterschiedliche Formen der Fortpflanzung. Viele Organismenarten kombinieren mehrere Fortpflanzungsmethoden. Es ist notwendig, zwei grundsätzlich unterschiedliche Arten der Fortpflanzung von Organismen zu unterscheiden – die asexuelle (die primäre und ältere Art der Fortpflanzung) und die sexuelle. Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung wird aus einer oder mehreren Zellen (bei mehrzelligen Organismen) des mütterlichen Organismus ein neues Individuum gebildet. Bei allen Formen der asexuellen Fortpflanzung haben die Nachkommen einen Genotyp (Gensatz), der mit dem mütterlichen identisch ist. Folglich erweisen sich alle Nachkommen eines mütterlichen Organismus als genetisch homogen und die Tochterindividuen weisen die gleichen Merkmale auf. Bei der sexuellen Fortpflanzung entwickelt sich ein neues Individuum aus einer Zygote, die durch die Verschmelzung zweier spezialisierter Keimzellen (Befruchtungsprozess) zweier Elternorganismen entsteht. Der Zellkern der Zygote enthält einen hybriden Chromosomensatz, der durch die Kombination von Chromosomensätzen fusionierter Gametenkerne entsteht. Im Zellkern der Zygote entsteht so eine neue Kombination erblicher Neigungen (Gene), die von beiden Eltern gleichermaßen eingebracht werden. Und der Tochterorganismus, der sich aus der Zygote entwickelt, wird eine neue Kombination von Eigenschaften aufweisen. Mit anderen Worten: Bei der sexuellen Fortpflanzung kommt es zu einer kombinativen Form der erblichen Variabilität von Organismen, die die Anpassung der Arten an veränderte Umweltbedingungen gewährleistet und einen wesentlichen Faktor in der Evolution darstellt. Dies ist ein wesentlicher Vorteil der sexuellen Fortpflanzung im Vergleich zur asexuellen Fortpflanzung. Die Fähigkeit lebender Organismen, sich selbst zu reproduzieren, basiert auf der einzigartigen Eigenschaft von Nukleinsäuren zur Fortpflanzung und dem Phänomen der Matrixsynthese, das der Bildung von Nukleinsäuremolekülen und Proteinen zugrunde liegt. Die Selbstreproduktion auf molekularer Ebene bestimmt sowohl die Umsetzung des Stoffwechsels in Zellen als auch die Selbstreproduktion der Zellen selbst. Die Zellteilung (Selbstreproduktion der Zelle) liegt der individuellen Entwicklung vielzelliger Organismen und der Fortpflanzung aller Organismen zugrunde. Die Fortpflanzung von Organismen gewährleistet die Selbstreproduktion aller auf der Erde lebenden Arten, was wiederum die Existenz von Biogeozänosen und der Biosphäre bestimmt.

Vererbung und Variabilität

Vererbung sorgt für materielle Kontinuität (den Fluss genetischer Informationen) zwischen Generationen von Organismen. Es steht in engem Zusammenhang mit der Fortpflanzung auf molekularer, subzellulärer und zellulärer Ebene. Genetische Informationen, die die Vielfalt erblicher Merkmale bestimmen, sind in der molekularen Struktur der DNA (bei einigen Viren in RNA) verschlüsselt. Gene kodieren Informationen über die Struktur synthetisierter Proteine, sowohl enzymatisch als auch strukturell. Der genetische Code ist ein System zum „Aufzeichnen“ von Informationen über die Aminosäuresequenz in synthetisierten Proteinen unter Verwendung der Nukleotidsequenz im DNA-Molekül. Die Gesamtheit aller Gene eines Organismus wird als Genotyp bezeichnet, die Gesamtheit der Merkmale als Phänotyp. Der Phänotyp hängt sowohl vom Genotyp als auch von internen und externen Umweltfaktoren ab, die die Genaktivität beeinflussen und regelmäßige Prozesse bestimmen. Die Speicherung und Weitergabe von Erbinformationen erfolgt in allen Organismen mit Hilfe von Nukleinsäuren; der genetische Code ist für alle Lebewesen auf der Erde derselbe, d. h. es ist universell. Dank der Vererbung werden Eigenschaften von Generation zu Generation weitergegeben, die die Anpassung von Organismen an ihre Umwelt gewährleisten. Wenn sich bei der Fortpflanzung von Organismen nur die Kontinuität bestehender Merkmale und Eigenschaften manifestieren würde, wäre die Existenz von Organismen vor dem Hintergrund sich ändernder Umweltbedingungen unmöglich, da eine notwendige Voraussetzung für das Leben von Organismen ihre Anpassungsfähigkeit an ihre Bedingungen ist Umfeld. Die Vielfalt der Organismen, die derselben Art angehören, ist unterschiedlich. Variabilität kann bei einzelnen Organismen während ihrer individuellen Entwicklung oder innerhalb einer Gruppe von Organismen über mehrere Generationen hinweg während der Fortpflanzung auftreten. Es gibt zwei Hauptformen der Variabilität, die sich in den Entstehungsmechanismen, der Art der Merkmalsveränderungen und schließlich ihrer Bedeutung für die Existenz lebender Organismen unterscheiden – genotypisch (erblich) und modifizierend (nicht erblich). Genotypische Variabilität ist mit einer Veränderung des Genotyps verbunden und führt zu einer Veränderung des Phänotyps. Genotypische Variabilität kann auf Mutationen (Mutationsvariabilität) oder neuen Kombinationen von Genen beruhen, die während des Befruchtungsprozesses während der sexuellen Fortpflanzung entstehen. Bei der Mutationsform sind Veränderungen vor allem mit Fehlern bei der Replikation von Nukleinsäuren verbunden. So entstehen neue Gene, die neue genetische Informationen tragen; neue Zeichen erscheinen. Und wenn neu entstehende Merkmale für den Organismus unter bestimmten Bedingungen nützlich sind, werden sie durch natürliche Selektion „aufgegriffen“ und „fixiert“. Damit wird die Anpassungsfähigkeit von Organismen an Umweltbedingungen, die Vielfalt von Organismen auf erblicher (genotypischer) Variabilität begründet und die Voraussetzungen für eine positive Evolution geschaffen. Bei der nicht erblichen (modifizierenden) Variabilität treten Veränderungen des Phänotyps unter dem Einfluss von Umweltfaktoren auf und sind nicht mit Veränderungen des Genotyps verbunden. Modifikationen (Merkmalsveränderungen während der Modifikationsvariabilität) erfolgen im Rahmen der Reaktionsnorm, die unter der Kontrolle des Genotyps steht. Änderungen werden nicht an nachfolgende Generationen weitergegeben. Die Bedeutung der Modifikationsvariabilität besteht darin, dass sie die Anpassungsfähigkeit des Organismus an Umweltfaktoren während seines Lebens gewährleistet.

Individuelle Entwicklung von Organismen

Alle lebenden Organismen zeichnen sich durch einen Prozess der individuellen Entwicklung aus – die Ontogenese. Traditionell wird unter Ontogenese der Prozess der individuellen Entwicklung eines mehrzelligen Organismus (der durch sexuelle Fortpflanzung entsteht) vom Moment der Bildung der Zygote bis zum natürlichen Tod des Individuums verstanden. Durch die Teilung der Zygote und nachfolgender Zellgenerationen entsteht ein vielzelliger Organismus, der aus einer Vielzahl unterschiedlicher Zelltypen, unterschiedlicher Gewebe und Organe besteht. Die Entwicklung eines Organismus basiert auf einem „genetischen Programm“ (eingebettet in den Genen der Chromosomen der Zygote) und erfolgt unter bestimmten Umweltbedingungen, die den Prozess der Umsetzung genetischer Informationen während der individuellen Existenz eines Organismus maßgeblich beeinflussen Individuell. In den frühen Stadien der individuellen Entwicklung kommt es zu intensivem Wachstum (Zunahme von Masse und Größe), das durch die Reproduktion von Molekülen, Zellen und anderen Strukturen sowie durch Differenzierung, d. h. die Entstehung von Unterschieden in der Struktur und Komplikation von Funktionen. In allen Stadien der Ontogenese haben verschiedene Umweltfaktoren (Temperatur, Schwerkraft, Druck, Nahrungszusammensetzung im Hinblick auf den Gehalt an chemischen Elementen und Vitaminen, verschiedene physikalische und chemische Wirkstoffe) einen erheblichen regulatorischen Einfluss auf die Entwicklung des Körpers. Die Untersuchung der Rolle dieser Faktoren im Prozess der individuellen Entwicklung von Tieren und Menschen ist von großer praktischer Bedeutung und nimmt mit zunehmendem anthropogenen Einfluss auf die Natur zu. In verschiedenen Bereichen der Biologie, Medizin, Veterinärmedizin und anderen Wissenschaften wird in großem Umfang geforscht, um die Prozesse der normalen und pathologischen Entwicklung von Organismen zu untersuchen und die Muster der Ontogenese zu klären.

Reizbarkeit

Eine integrale Eigenschaft von Organismen und allen lebenden Systemen ist Reizbarkeit – die Fähigkeit, äußere oder innere Reize (Einwirkungen) wahrzunehmen und angemessen darauf zu reagieren. In Organismen geht Reizbarkeit mit einem Komplex von Veränderungen einher, die sich in Veränderungen des Stoffwechsels, des elektrischen Potenzials an Zellmembranen, physikalisch-chemischen Parametern im Zytoplasma von Zellen, in motorischen Reaktionen äußern, und hochorganisierte Tiere sind durch Veränderungen in ihrem Verhalten gekennzeichnet.

4. Zentrales Dogma der Molekularbiologie- eine verallgemeinernde Regel für die Umsetzung der in der Natur beobachteten genetischen Information: Informationen werden von übertragen Nukleinsäuren Zu Eichhörnchen, aber nicht in die entgegengesetzte Richtung. Die Regel wurde formuliert Francis Crick V 1958 Jahr und mit den bis dahin gesammelten Daten in Einklang gebracht 1970 Jahr. Übertragung genetischer Informationen von DNA Zu RNA und von RNA zu Eichhörnchen ist ausnahmslos für alle Zellorganismen universell und liegt der Biosynthese von Makromolekülen zugrunde. Die Genomreplikation entspricht dem Informationsübergang DNA → DNA. In der Natur gibt es auch Übergänge RNA → RNA und RNA → DNA (z. B. bei einigen Viren) sowie Veränderungen Konformation Proteine, die von Molekül zu Molekül übertragen werden.

Universelle Methoden zur Übertragung biologischer Informationen

In lebenden Organismen gibt es drei Arten heterogener, also aus unterschiedlichen Polymeren bestehender Monomere – DNA, RNA und Protein. Informationen können zwischen ihnen auf 3 x 3 = 9 Arten übertragen werden. Das zentrale Dogma unterteilt diese 9 Arten der Informationsübertragung in drei Gruppen:

Allgemein – kommt in den meisten lebenden Organismen vor;

Speziell – als Ausnahme gefunden, in Viren und bei mobile Genomelemente oder unter biologischen Bedingungen Experiment;

Unbekannt – nicht gefunden.

DNA-Replikation (DNA → DNA)

DNA ist der wichtigste Weg zur Informationsübertragung zwischen Generationen lebender Organismen, daher ist eine genaue Vervielfältigung (Replikation) der DNA sehr wichtig. Die Replikation wird durch einen Komplex von Proteinen durchgeführt, die sich abwickeln Chromatin, dann eine Doppelhelix. Danach bauen die DNA-Polymerase und die damit verbundenen Proteine ​​auf jeder der beiden Ketten eine identische Kopie auf.

Transkription (DNA → RNA)

Transkription ist ein biologischer Prozess, bei dem die in einem DNA-Abschnitt enthaltenen Informationen auf das synthetisierte Molekül kopiert werden Boten-RNA. Die Transkription wird durchgeführt Transkriptionsfaktoren Und RNA-Polymerase. IN Eukaryotische Zelle Das Primärtranskript (Prä-mRNA) wird häufig bearbeitet. Dieser Vorgang wird aufgerufen Spleißen.

Übersetzung (RNA → Protein)

Reife mRNA wird gelesen Ribosomen während des Sendevorgangs. IN prokaryotisch In Zellen sind die Prozesse der Transkription und Translation nicht räumlich getrennt, sondern gekoppelt. IN eukaryotisch Zellort der Transkription Zellkern vom Sendeort getrennt ( Zytoplasma) Kernmembran, also mRNA aus dem Kern transportiert in das Zytoplasma. mRNA wird vom Ribosom in Form von drei gelesen Nukleotid"Wörter". Komplexe Initiierungsfaktoren Und Dehnungsfaktoren Aminoacyliert liefern Transfer-RNAs zum mRNA-Ribosomenkomplex.

5. Reverse Transkription ist der Prozess der Bildung eines Doppelstrangs DNA auf einer einzelsträngigen Matrix RNA. Dieser Vorgang wird aufgerufen umkehren Transkription, da die Übertragung genetischer Informationen in „umgekehrter“ Richtung zur Transkription erfolgt.

Die Idee der Reverse Transkription war zunächst sehr unpopulär, da sie widersprüchlich war zentrales Dogma der Molekularbiologie, was darauf schließen lässt, dass DNA transkribiert zu RNA und darüber hinaus übertragen in Proteine. Gefunden in Retroviren, Zum Beispiel, HIV und für den Fall Retrotransposons.

Transduktion(aus lat. transductio- Bewegung) - Transfervorgang bakteriell DNA von einer Zelle zur anderen Bakteriophage. Die allgemeine Transduktion wird in der Bakteriengenetik verwendet Genomkartierung und Design Stämme. Sowohl gemäßigte als auch virulente Phagen sind zur Transduktion fähig; letztere zerstören jedoch die Bakterienpopulation, sodass die Transduktion mit ihrer Hilfe weder in der Natur noch in der Forschung von großer Bedeutung ist.

Ein Vektor-DNA-Molekül ist ein DNA-Molekül, das als Träger fungiert. Das Trägermolekül muss eine Reihe von Merkmalen aufweisen:

Die Fähigkeit zur autonomen Replikation in einer Wirtszelle (normalerweise Bakterien oder Hefen)

Vorhandensein eines selektiven Markers

Verfügbarkeit praktischer Restriktionsstellen

Bakterielle Plasmide fungieren am häufigsten als Vektoren.

Detaillierter Lösungsabsatz Fassen Sie Kapitel 1 der Biologie für Schüler der 11. Klasse zusammen, Autoren I.N. Ponomareva, O.K. Kornilova, T.E. Loshchilina, P.V. Ischewsk Grundstufe 2012

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Definieren Sie das Biosystem „Organismus“.

Ein Organismus ist eine separate Einheit lebender Materie als integrales lebendes System.

Erklären Sie, ob die Begriffe „Organismus“ und „Individuum“ unterschiedlich sind.

Unter Organismus (ein physiologischer Begriff) verstehen wir ein lebendes System als Ganzes, bestehend aus Teilen, als das Zusammenspiel von Zellen, Organen und anderen Bestandteilen des Körpers.

Ein Individuum (ein ökologisches (Bevölkerungs-)Konzept) ist ein Teil der Umwelt (Rudel, Rudel, Gesellschaft) und nicht als Ganzes. Ein Individuum interagiert mit der umgebenden Welt, und ein Organismus ist eine Welt, in der seine Teile interagieren.

Nennen Sie die wesentlichen Eigenschaften des Biosystems „Organismus“.

Wachstum und Entwicklung;

Ernährung und Atmung;

Stoffwechsel;

Offenheit;

Reizbarkeit;

Diskretion;

Selbstreproduktion;

Vererbung;

Variabilität;

Unity chem. Komposition.

Erklären Sie, welche Rolle der Organismus in der Evolution der belebten Natur spielt.

Jeder Organismus (Individuum) trägt einen Teil des Genpools (seinen eigenen Genotyps) der Population in sich. Mit jeder neuen Kreuzung erhält das Tochterindividuum einen völlig neuen Genotyp. Dies ist eine einzigartig wichtige Rolle von Organismen, die dank der sexuellen Fortpflanzung den Prozess der ständigen Erneuerung erblicher Eigenschaften in neuen Generationen durchführen. Ein Individuum kann sich nicht weiterentwickeln; es gibt einer ganzen Population, oft einer Art, einen „Anstoß“. Es kann sich verändern und sich an die Umweltbedingungen anpassen, aber das sind nicht vererbbare Merkmale. Organismen sind wie keine andere Form lebender Materie in der Lage, die Außenwelt und den Zustand ihres Körpers zu spüren und auf diese Empfindungen zu reagieren, indem sie ihre Handlungen als Reaktion auf Reizungen durch äußere und innere Faktoren gezielt ändern. Organismen können lernen und mit Individuen ihrer eigenen Art kommunizieren, Häuser bauen und Bedingungen für die Aufzucht junger Menschen schaffen sowie elterliche Fürsorge für ihre Nachkommen zeigen.

5. Nennen Sie die wesentlichen Mechanismen zur Steuerung von Prozessen im Biosystem „Organismus“.

Humorale Regulation, Nervenregulation, Erbinformationen.

Beschreiben Sie die Grundmuster der Vererbungsübertragung in Organismen.

Derzeit sind viele Muster der Vererbung von Eigenschaften (Charakteren) von Organismen etabliert. Sie alle spiegeln sich in der chromosomalen Theorie der Vererbung von Merkmalen eines Organismus wider. Nennen wir die wichtigsten Bestimmungen dieser Theorie.

Gene sind Träger der Erbeigenschaften von Organismen und fungieren als Einheiten der Erbinformation.

Die zytologische Grundlage von Genen sind Gruppen benachbarter Nukleotide in DNA-Ketten.

Gene, die sich auf den Chromosomen des Zellkerns und der Zelle befinden, werden als separate unabhängige Einheiten vererbt.

In allen Organismen derselben Art befindet sich jedes Gen immer an derselben Stelle (Locus) auf einem bestimmten Chromosom.

Jede Veränderung eines Gens führt zum Auftreten seiner neuen Varianten – Allele dieses Gens und folglich zu einer Veränderung des Merkmals.

Alle Chromosomen und Gene eines Individuums sind in seinen Zellen immer in Form eines Paares vorhanden, das bei der Befruchtung von beiden Elternteilen in die Zygote gelangt.

Jeder Gamet kann nur ein identisches (homologes) Chromosom und ein Gen aus einem Allelpaar haben.

Bei der Meiose werden verschiedene Chromosomenpaare unabhängig voneinander auf die Gameten verteilt und auch die auf diesen Chromosomen befindlichen Gene werden völlig zufällig vererbt.

Eine wichtige Quelle für die Entstehung neuer Genkombinationen ist Crossover.

Die Entwicklung von Organismen erfolgt unter der Kontrolle von Genen in engem Zusammenhang mit Umweltfaktoren.

Die offenbarten Vererbungsmuster von Eigenschaften werden ausnahmslos bei allen lebenden Organismen mit sexueller Fortpflanzung beobachtet.

Formulieren Sie Mendels erstes und zweites Gesetz.

Mendels erstes Gesetz (Gesetz der Einheitlichkeit von Hybriden der ersten Generation). Bei der Kreuzung zweier homozygoter Organismen, die unterschiedlichen reinen Linien angehören und sich in einem Paar alternativer Ausprägungen des Merkmals voneinander unterscheiden, ist die gesamte erste Generation der Hybriden (F1) einheitlich und trägt die Ausprägung des Merkmals eines der Elternteile .

Mendels zweites Gesetz (Gesetz der Segregation). Wenn zwei heterozygote Nachkommen der ersten Generation miteinander gekreuzt werden, kommt es in der zweiten Generation zu einer Spaltung in einem bestimmten Zahlenverhältnis: nach Phänotyp 3:1, nach Genotyp 1:2:1.

Warum wird Mendels drittes Gesetz bei der Vererbung von Merkmalen nicht immer beachtet?

Das Gesetz der unabhängigen Vererbung jedes Merkmalspaares unterstreicht noch einmal die diskrete Natur jedes Gens. Diskretion manifestiert sich sowohl in der unabhängigen Kombination von Allelen verschiedener Gene als auch in ihrer unabhängigen Wirkung – in der phänotypischen Expression. Die unabhängige Verteilung von Genen kann durch das Verhalten der Chromosomen während der Meiose erklärt werden: Paare homologer Chromosomen und mit ihnen gepaarte Gene werden unabhängig voneinander neu verteilt und in Gameten verteilt.

Wie werden dominante und rezessive Allele eines Gens vererbt?

Die funktionelle Aktivität des dominanten Allels eines Gens hängt nicht von der Anwesenheit eines anderen Gens für dieses Merkmal im Körper ab. Das dominante Gen ist also dominant, es manifestiert sich bereits in der ersten Generation.

Das rezessive Allel eines Gens kann in der zweiten und den folgenden Generationen auftreten. Damit sich ein durch ein rezessives Gen gebildetes Merkmal manifestieren kann, ist es notwendig, dass die Nachkommen sowohl vom Vater als auch von der Mutter die gleiche rezessive Variante dieses Gens erhalten (d. h. im Fall der Homozygotie). Dann haben beide Schwesterchromosomen im entsprechenden Chromosomenpaar nur diese eine Variante, die nicht durch das dominante Gen unterdrückt wird und sich im Phänotyp manifestieren kann.

10. Nennen Sie die wichtigsten Arten der Genverknüpfung.

Man unterscheidet zwischen unvollständiger und vollständiger Genverknüpfung. Eine unvollständige Verknüpfung ist das Ergebnis einer Kreuzung zwischen verknüpften Genen, während eine vollständige Verknüpfung nur in Fällen möglich ist, in denen keine Kreuzung stattfindet.

Wie entsteht Sex bei Tieren und Menschen?

Nach der Befruchtung, also wenn die männlichen und weiblichen Chromosomen verschmelzen, kann in der Zygote eine bestimmte Kombination von entweder XX oder XY auftreten.

Bei Säugetieren, einschließlich des Menschen, entwickelt sich ein weiblicher Organismus (XX) aus einer homogametischen Zygote auf dem X-Chromosom und ein männlicher Organismus (XY) aus einer heterogametischen Zygote. Später, wenn der Organismus, der sich bereits aus der Zygote entwickelt hat, in der Lage ist, seine Gameten zu bilden, erscheinen im weiblichen Körper (XX) Eier mit nur X-Chromosomen, während im männlichen Körper zwei Arten von Spermien gebildet werden: 50 % mit dem X-Chromosom und ebenso viele andere - mit dem Y-Chromosom.

Was ist Ontogenese?

Ontogenese ist die individuelle Entwicklung eines Organismus, die Entwicklung eines Individuums von der Zygote bis zum Tod.

Erklären Sie, was eine Zygote ist; enthüllen seine Rolle in der Evolution.

Eine Zygote ist eine Zelle, die durch die Verschmelzung zweier Gameten (Geschlechtszellen) – einer weiblichen (Eizelle) und einer männlichen (Sperma) – als Ergebnis des Sexualprozesses entsteht. Sie enthalten einen doppelten (diploiden) Satz homologer (gepaarter) Chromosomen. Aus der Zygote entstehen die Embryonen aller lebenden Organismen, die über einen diploiden Satz homologer Chromosomen verfügen – Pflanzen, Tiere und Menschen.

Beschreiben Sie die Merkmale der Stadien der Ontogenese in mehrzelligen Organismen.

Bei der Ontogenese werden üblicherweise zwei Perioden unterschieden – embryonale und postembryonale – und die Stadien des erwachsenen Organismus.

Die embryonale (Embryo-)Entwicklungsperiode eines vielzelligen Organismus oder die Embryogenese umfasst bei Tieren die Prozesse, die von der ersten Teilung der Zygote bis zum Austritt aus der Eizelle oder der Geburt eines jungen Individuums ablaufen, und bei Pflanzen – ab der Teilung der Zygote bis zur Keimung des Samens und dem Erscheinen des Sämlings.

Die Embryonalperiode umfasst bei den meisten mehrzelligen Tieren drei Hauptstadien: Spaltung, Gastrulation und Differenzierung oder Morphogenese.

Als Ergebnis einer Reihe aufeinanderfolgender mitotischer Teilungen der Zygote entstehen zahlreiche (128 oder mehr) kleine Zellen – Blastomere. Bei der Teilung divergieren die entstehenden Tochterzellen nicht und nehmen auch nicht an Größe zu. Mit jedem weiteren Schritt werden sie immer kleiner, da das Volumen des Zytoplasmas in ihnen nicht zunimmt. Daher wird der Prozess der Zellteilung ohne Vergrößerung des Zytoplasmavolumens als Fragmentierung bezeichnet. Im Laufe der Zeit nimmt der Embryo die Form eines Vesikels an, dessen Wand aus einer einzigen Zellschicht besteht. Ein solcher einschichtiger Embryo wird Blastula genannt, und der darin gebildete Hohlraum wird Blastocoel genannt. Im Laufe der weiteren Entwicklung verwandelt sich das Blastocoel bei einer Reihe von Wirbellosen in die primäre Körperhöhle und wird bei Wirbeltieren fast vollständig durch die sekundäre Körperhöhle ersetzt. Nach der Bildung einer mehrzelligen Blastula beginnt der Prozess der Gastrulation: die Bewegung einiger Zellen von der Oberfläche der Blastula nach innen, zu den Standorten zukünftiger Organe. Dadurch entsteht eine Gastrula. Es besteht aus zwei Zellschichten – Keimschichten: dem äußeren Ektoderm und dem inneren Endoderm. Bei den meisten mehrzelligen Tieren wird während des Gastrulationsprozesses eine dritte Keimschicht, das Mesoderm, gebildet. Es befindet sich zwischen Ektoderm und Endoderm.

Während des Gastrulationsprozesses differenzieren sich Zellen, das heißt, sie unterscheiden sich in ihrer Struktur und biochemischen Zusammensetzung. Die biochemische Spezialisierung von Zellen wird durch unterschiedliche (differenzierte) Genaktivität gewährleistet. Die Differenzierung der Zellen jeder Keimschicht führt zur Bildung verschiedener Gewebe und Organe, d. h. es kommt zur Morphogenese oder Morphogenese.

Ein Vergleich der Embryogenese verschiedener Wirbeltiere wie Fische, Amphibien, Vögel und Säugetiere zeigt, dass ihre frühen Entwicklungsstadien einander sehr ähnlich sind. Doch in späteren Stadien unterscheiden sich die Embryonen dieser Tiere erheblich.

Die postembryonale oder postembryonale Periode beginnt mit dem Austritt des Organismus aus den Eimembranen oder mit der Geburt und dauert bis zur Reife. In dieser Zeit werden die Prozesse der Morphogenese und des Wachstums abgeschlossen, die vor allem durch den Genotyp sowie die Interaktion der Gene untereinander und mit Umweltfaktoren bestimmt werden. Beim Menschen beträgt die Dauer dieses Zeitraums 13-16 Jahre.

Bei vielen Tieren gibt es zwei Arten der postembryonalen Entwicklung – direkte und indirekte.

Während der Ontogenese kommt es zu Wachstum, Differenzierung und Integration von Teilen eines sich entwickelnden mehrzelligen Organismus. Nach modernen Konzepten enthält die Zygote ein Programm in Form eines Codes erblicher Informationen, der den Entwicklungsverlauf eines bestimmten Organismus (Individuums) bestimmt. Dieses Programm wird in den Interaktionsprozessen zwischen dem Zellkern und dem Zytoplasma in jeder Zelle des Embryos, zwischen seinen verschiedenen Zellen und zwischen Zellkomplexen in den Keimblättern verwirklicht.

Stadien eines erwachsenen Organismus. Ein Erwachsener ist ein Organismus, der die Geschlechtsreife erreicht hat und zur Fortpflanzung fähig ist. Im erwachsenen Organismus unterscheidet man: das generative Stadium und das Alterungsstadium.

Das generative Stadium eines erwachsenen Organismus sorgt durch Fortpflanzung für die Entstehung von Nachkommen. Dadurch wird die Kontinuität der Existenz von Populationen und Arten verwirklicht. Für viele Organismen dauert dieser Zeitraum lange – viele Jahre, selbst für diejenigen, die nur einmal in ihrem Leben ein Kind zur Welt bringen (Lachsfische, Flussaale, Eintagsfliegen und bei Pflanzen – viele Arten von Bambus, Doldenblütlern und Agaven). Es gibt jedoch viele Arten, bei denen erwachsene Organismen über mehrere Jahre hinweg immer wieder Nachkommen hervorbringen.

Im Alterungsstadium werden verschiedene Veränderungen im Körper beobachtet, die zu einer Abnahme seiner Anpassungsfähigkeiten und einer Erhöhung der Sterbewahrscheinlichkeit führen.

15. Beschreiben Sie die wichtigsten Arten der Ernährung von Organismen.

Es gibt zwei Arten der Ernährung lebender Organismen: autotrophe und heterotrophe.

Autotrophe (autotrophe Organismen) sind Organismen, die Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle nutzen (Pflanzen und einige Bakterien). Mit anderen Worten, es handelt sich um Organismen, die in der Lage sind, aus anorganischen Substanzen organische Substanzen zu erzeugen – Kohlendioxid, Wasser, Mineralsalze.

Heterotrophe (heterotrophe Organismen) sind Organismen, die organische Verbindungen (Tiere, Pilze und die meisten Bakterien) als Kohlenstoffquelle nutzen. Mit anderen Worten handelt es sich um Organismen, die nicht in der Lage sind, organische Stoffe aus anorganischen zu erzeugen, sondern fertige organische Stoffe benötigen. Je nach Zustand der Nahrungsquelle werden Heterotrophe in Biotrophe und Saprotrophe unterteilt.

Einige Lebewesen sind je nach Lebensbedingungen sowohl zur autotrophen als auch zur heterotrophen Ernährung fähig (Mixotrophe).

16. Beschreiben Sie die wichtigsten Faktoren, die die Gesundheit beeinflussen.

Genotyp als Gesundheitsfaktor. Die Grundlage der menschlichen Gesundheit ist die Fähigkeit des Körpers, Umwelteinflüssen zu widerstehen und eine relative Konstanz der Homöostase aufrechtzuerhalten. Eine Verletzung der Homöostase aus verschiedenen Gründen führt zu Krankheiten und Gesundheitsproblemen. Die Art der Homöostase selbst und die Mechanismen ihrer Aufrechterhaltung in allen Stadien der Ontogenese unter bestimmten Bedingungen werden jedoch durch Gene oder genauer gesagt durch den Genotyp des Individuums bestimmt.

Lebensraum als Gesundheitsfaktor. Es ist seit langem bekannt, dass sowohl Vererbung als auch Umwelt eine Rolle bei der Bildung eines Merkmals spielen. Darüber hinaus ist es manchmal schwierig zu bestimmen, von welchem ​​Zeichen mehr abhängt. Beispielsweise wird ein Merkmal wie die Körpergröße über viele Gene vererbt (polygen), d. h. das Erreichen der normalen Wachstumseigenschaften der Eltern hängt von einer Reihe von Genen ab, die den Hormonspiegel, den Kalziumstoffwechsel, die vollständige Versorgung mit Verdauungsenzymen usw. steuern Gleichzeitig führt selbst der „beste“ Genotyp hinsichtlich des Wachstums unter schlechten Lebensbedingungen (Mangel an Nahrung, Sonne, Luft, Bewegung) zwangsläufig zu einer Verzögerung der Körperlänge.

Soziale Faktoren der Gesundheit. Im Gegensatz zu Pflanzen und Tieren ist beim Menschen ein besonderer Bereich der Ontogenese die Bildung seines Intellekts, seines moralischen Charakters und seiner Individualität. Hier wirkt neben biologischen und nichtbiologischen Faktoren, die allen Lebewesen gemeinsam sind, ein neuer mächtiger Umweltfaktor – der soziale. Bestimmen erstere vor allem die mögliche Bandbreite von Reaktionsnormen, so bestimmen das soziale Umfeld, die Erziehung und der Lebensstil die konkrete Verkörperung erblicher Neigungen bei einem bestimmten Individuum. Das soziale Umfeld fungiert als einzigartiger Mechanismus zur Weitergabe der historischen Erfahrungen der Menschheit, ihrer kulturellen, wissenschaftlichen und technischen Errungenschaften.

17. Erklären Sie die Rolle einzelliger Organismen in der Natur.

In einzelligen Organismen laufen Stoffwechselprozesse relativ schnell ab und leisten daher einen großen Beitrag zum Stoffkreislauf der Biogeozänose, insbesondere zum Kohlenstoffkreislauf. Darüber hinaus beschleunigen einzellige Tiere (Protozoen) durch die Aufnahme und Verdauung von Bakterien (d. h. Primärzersetzer) den Prozess der Erneuerung der Zusammensetzung der Bakterienpopulation. Auch pflanzenfressende und räuberische Organismen erfüllen ihre Funktion im Ökosystem und sind direkt am Abbau von pflanzlichem und tierischem Material beteiligt.

18. Beschreiben Sie die Rolle von Mutagenen in der Natur und im menschlichen Leben.

Mutagene sind physikalischer und chemischer Natur. Zu den Mutagenen zählen giftige Substanzen (zum Beispiel Colchicin), Röntgenstrahlen, radioaktive, krebserregende und andere schädliche Umwelteinflüsse. Mutationen entstehen unter dem Einfluss von Mutagenen. Mutagene verursachen eine Störung der normalen Prozesse der Replikation, Rekombination oder Divergenz genetischer Informationsträger.

Wenn ionisierende Strahlung (elektromagnetische Röntgen- und Gammastrahlen sowie Elementarteilchen (Alpha, Beta, Neutronen usw.)) mit dem Körper interagieren, absorbieren Zellbestandteile, einschließlich DNA-Moleküle, eine bestimmte Menge (Dosis) an Energie.

Es wurden viele chemische Verbindungen identifiziert, die eine mutagene Wirkung haben: das faserige Mineral Asbest, Ethylenamin, Colchicin, Benzopyren, Nitrite, Aldehyde, Pestizide usw. Oft sind diese Stoffe auch krebserregend, das heißt, sie können die Entstehung bösartiger Neubildungen (Tumoren) verursachen ) im Körper. . Einige lebende Organismen, wie zum Beispiel Viren, wurden ebenfalls als Mutagene identifiziert.

Es ist bekannt, dass polyploide Formen häufig bei Pflanzenorganismen unter Hochgebirgs- oder arktischen Bedingungen vorkommen – eine Folge spontaner Genommutationen. Dies ist auf plötzliche Temperaturänderungen während der Vegetationsperiode zurückzuführen.

Beim Kontakt mit Mutagenen muss man bedenken, dass diese einen starken Einfluss auf die Entwicklung von Keimzellen, auf die darin enthaltenen Erbinformationen und auf die Prozesse der Embryonalentwicklung in der Gebärmutter der Mutter haben.

19. Beschreiben Sie die Bedeutung moderner Fortschritte in der Genetik für die menschliche Gesundheit.

Dank der Genetik werden heute Therapiemethoden entwickelt, die die Behandlung bisher unheilbarer Krankheiten ermöglichen. Dank moderner Fortschritte in der Genetik gibt es heute DNA- und RNA-Tests, mit denen sich Krebs bereits im Frühstadium erkennen lässt. Wir haben auch gelernt, wie man Enzyme, Antibiotika, Hormone und Aminosäuren erhält. Beispielsweise wurde Insulin für Menschen, die an Diabetes mellitus leiden, genetisch gewonnen.

Einerseits eröffnen moderne Fortschritte in der Genetik neue Möglichkeiten für die Diagnose und Behandlung des Menschen. Andererseits haben Fortschritte in der Genetik negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit durch den Lebensmittelkonsum, was sich in der weiten Verbreitung gentechnisch veränderter Lebensmittelprodukte äußert. Der Verzehr solcher Lebensmittel kann das Immunsystem schwächen, den Allgemeinzustand verschlechtern, die Antibiotikaresistenz verschlechtern und Krebs verursachen, der vor allem den Magen-Darm-Trakt (GIT) betrifft.

20. Erklären Sie, ob ein Virus als Organismus, als Individuum bezeichnet werden kann.

Wenn ein Virus seine eigene Art in einer Wirtszelle reproduziert, handelt es sich um einen Organismus, und zwar um einen sehr aktiven. Außerhalb der Wirtszelle weist das Virus keine Anzeichen eines lebenden Organismus auf.

Die äußerst primitive Struktur des Virus, die Einfachheit seiner Organisation, das Fehlen von Zytoplasma und Ribosomen sowie sein eigener Stoffwechsel, sein geringes Molekulargewicht – all dies unterscheidet Viren von zellulären Organismen und führt zu einer Diskussion der Frage: Was ist ein Virus – ein Lebewesen oder eine Substanz, lebend oder nichtlebend? ? Die wissenschaftliche Debatte zu diesem Thema dauerte lange. Dank einer gründlichen Untersuchung der Eigenschaften einer Vielzahl von Virustypen wurde jedoch nun festgestellt, dass ein Virus eine besondere, wenn auch sehr primitive Lebensform eines Organismus ist. Die Struktur des Virus, dargestellt durch seine miteinander interagierenden Hauptbestandteile (Nukleinsäure und Proteine), die definierte Struktur (Kern und Proteinhülle – Kapsid) sowie die Aufrechterhaltung seiner Struktur ermöglichen es uns, das Virus als ein besonderes Lebewesen zu betrachten System - ein Biosystem auf Organismusebene, wenn auch ein sehr primitives.

21. Wählen Sie aus den vorgeschlagenen Antworten die richtige aus (die richtige ist unterstrichen).

1. Gene, die die Entwicklung gegensätzlicher Merkmale steuern, heißen:

a) allelisch (richtig); b) heterozygot; c) homozygot; d) verlinkt.

2. „Die Aufteilung erfolgt für jedes Merkmalspaar unabhängig von anderen Merkmalspaaren“ – so wird es formuliert:

a) Mendels erstes Gesetz; b) Mendels zweites Gesetz; c) Mendels drittes Gesetz (richtig); d) Morgans Gesetz.

3. In tropischen Regionen der Erde bildet Weißkohl keine Köpfe. Welche Form der Variabilität zeigt sich in diesem Fall?

a) Mutation; b) kombinativ; c) Änderung (richtig); d) ontogenetisch.

4. Ein zufällig aufgetauchtes Lamm mit verkürzten Beinen (eine vorteilhafte Deformation für den Menschen – es springt nicht über einen Zaun) führte zur Entstehung der Onkon-Schafrasse. Von welcher Art von Variabilität sprechen wir hier?

a) Mutation (richtig); b) kombinativ; c) Änderung; d) ontogenetisch.

Bringen Sie Ihren Standpunkt zum Ausdruck.

Wie Sie wissen, ist die Grundeinheit der Evolution die Bevölkerung. Welche Rolle spielen Organismen im mikroevolutionären Prozess?

Auf der Ebene des Organismus erscheint der Prozess der Befruchtung und individuellen Entwicklung eines Individuums zunächst als Prozess der Umsetzung der in den Chromosomen und ihren Genen enthaltenen Erbinformationen sowie als Beurteilung der Lebensfähigkeit dieses Individuums durch natürliche Selektion.

Organismen sind Vertreter der erblichen Eigenschaften von Populationen und Arten. Es sind Organismen, die über Erfolg oder Misserfolg einer Population im Kampf um Umweltressourcen und im Existenzkampf zwischen Individuen entscheiden. Daher sind Organismen an allen Mikropopulationsprozessen von historischer Bedeutung direkt beteiligt. In Organismen reichern sich neue Eigenschaften der Art an. Die Selektion übt ihre Wirkung auf Organismen aus, indem sie die besser angepassten zurücklässt und andere verwirft.

Auf der Ebene des Organismus manifestiert sich die Bidirektionalität des Lebens jedes Organismus. Dies ist einerseits die Fähigkeit eines Organismus (Individuums), die auf Überleben und Fortpflanzung ausgerichtet ist. Andererseits sichert es die möglichst lange Existenz seiner Population und Art, manchmal auf Kosten des Lebens des Organismus selbst. Dies verdeutlicht die wichtige, evolutionäre Bedeutung der Organismenebene in der Natur.

Im Laufe ihrer Evolution entstanden symbiotische Methoden zur Ernährung von Organismen. Wie beherrschen Neugeborene diese Methode?

Sie müssen keinen symbiotischen Lebensstil oder eine symbiotische Ernährungsweise erlernen. Im Laufe der Evolution entwickelten sie auch alle notwendigen Anpassungen, um das benötigte Individuum oder Substrat zu erkennen. Beispielsweise spezielle Rezeptoren für die Wahrnehmung eines anderen symbiotischen Individuums oder morphologische Strukturen, die den Nahrungsaufnahmevorgang selbst erleichtern. Darüber hinaus werden die meisten symbiotischen Individuen in der Nähe des Mutterorganismus geboren und befinden sich sofort in günstigen Entwicklungsbedingungen.

Symbiotisches Verhalten wird von den Eltern weitergegeben. Beispielsweise bei Vögeln oder bei Säugetieren im Zusammenhang mit Bakterien.

Warum wird angenommen, dass die Lebensweise eines Menschen ein Indikator für seine Kultur ist?

Daran, wie ein Mensch sich selbst schützt, für sich selbst sorgt usw., kann man den Grad seiner Erziehung beurteilen; dies steht in direktem Zusammenhang mit der Entwicklung eines Menschen, seinen spirituellen Werten und seiner Kultur selbst, seinem Verhalten und seinem Lebensstil im Allgemeinen .

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Berühmt wurde der Aphorismus, den der Schriftsteller Maxim Gorki seinem Helden Satin in dem Stück „In den tieferen Tiefen“ in den Mund legte: „Mensch – das klingt stolz!“ Können Sie diese Aussage derzeit unterstützen oder widerlegen?

Derzeit ist dies eine philosophische Frage... Die Wissenschaft hat eine Vielzahl komplexer technischer Mittel geschaffen, versucht, in den Weltraum und in die Zellen einzudringen, um die Geheimnisse der lebenden Welt, die Ursachen von Krankheiten und die Möglichkeit der Ausbreitung herauszufinden Menschenleben. Gleichzeitig wurden „perfekte“ Mittel zur Vernichtung allen Lebens auf der Erde entwickelt. Ist das der Stolz der Menschheit?

Für einen Menschen gibt es viele gebräuchliche Substantive, die sein inneres Wesen widerspiegeln: Sklave, Narr, Räuber, Biest, Hund, Biest; zugleich: Genie, Schöpfer, Schöpfer, intelligent, klug! Was ist also der Unterschied zwischen einem Genie und einem Narren? Welche Eigenschaften, nach welchen Kriterien sollten sie beurteilt und verglichen werden?

Jeder Mensch hat seinen eigenen Zweck auf der Erde. Sein Wohlbefinden, sein Selbstvertrauen und sein Stolz auf sich selbst hängen davon ab, ob er es versteht.

Der Mensch als biologisches Wesen ist definitiv der Stolz der Erde. Wir wissen, wie man denkt, unsere Gefühle ausdrückt und spricht.

Aber wenn ein Mensch in sich selbst versteht, dass er niemandem und nichts schaden darf, in Harmonie mit sich selbst, mit anderen und der Natur leben darf, das Leben wertschätzt und nicht nur sein eigenes, dann ist ein solcher Mensch wirklich stolz!!!

Problem zur Diskussion

1992 wurden auf der UN-Umweltkonferenz in Rio de Janeiro auf der Ebene der Staats- und Regierungschefs von 179 Staaten, darunter auch Russland, die wichtigsten Dokumente verabschiedet, um die schädliche Entwicklung der Biosphäre zu verhindern. Eines der Aktionsprogramme für die Menschheit im 21. Jahrhundert. - „Erhaltung der biologischen Vielfalt“ steht unter dem Motto: „Biologische Ressourcen ernähren und kleiden uns, bieten Wohnraum, Medizin und spirituelle Nahrung.“

Äußern Sie Ihre Meinung zu diesem Motto. Können Sie es klären, erweitern? Warum ist die biologische Vielfalt ein wichtiger menschlicher Wert?

Dieses Motto erinnert uns noch einmal daran, dass wir (Menschen) auf der Erde im Einklang mit der Natur leben müssen (etwas nehmen und etwas zurückgeben) und sie nicht gnadenlos für unsere eigenen Zwecke nutzen dürfen.

Moral, Natur, Mensch sind identische Konzepte. Und leider wird in unserer Gesellschaft gerade die Verknüpfung dieser Konzepte zerstört. Eltern bringen ihren Kindern Anstand, Freundlichkeit, Liebe für die Welt um sie herum, Spiritualität und Fürsorge bei, aber in Wirklichkeit geben wir ihnen das nicht. Wir haben den Reichtum verloren und verschwendet, der über Jahrhunderte gespeichert und angesammelt wurde. Sie stürzten die Bündnisse, Traditionen und Erfahrungen vergangener Generationen in Bezug auf die Welt um sie herum und überließen sie der Vergessenheit. Sie haben es mit ihrer Gefühllosigkeit, Gedankenlosigkeit und Misswirtschaft praktisch mit ihren eigenen Händen zerstört.

Strahlung und saurer Regen, mit giftigen Chemikalien bedeckte Pflanzen, seichte Flüsse, verschlammte Seen und Teiche, die in Sümpfe verwandelt wurden, abgeholzte Wälder, zerstörte Tiere, veränderte Organismen und Produkte – das ist unser modernes Erbe. Und nun erkennt plötzlich die ganze Welt, dass wir am Rande der Zerstörung stehen und jeder, nämlich jeder, an seinem Platz, Stück für Stück, beharrlich und gewissenhaft wiederherstellen, heilen, gut werden muss. Ohne Artenvielfalt SIND WIR NICHTS. Die biologische Vielfalt ist der wichtigste universelle menschliche Wert.

Grundlegendes Konzept

Ein Organismus ist eine Getrenntheit lebender Materie als Individuum (Individuum) und als integrales lebendes System (Biosystem).

Vererbung ist die Fähigkeit eines Organismus, Struktur-, Funktions- und Entwicklungsmerkmale von den Eltern auf die Nachkommen zu übertragen. Die Vererbung wird durch Gene bestimmt.

Variabilität ist die Eigenschaft lebender Organismen, in verschiedenen Formen zu existieren und ihnen die Fähigkeit zu verleihen, unter sich ändernden Bedingungen zu überleben.

Chromosomen sind Strukturen des Zellkerns, die Träger von Genen sind und die Erbeigenschaften von Zellen und Organismen bestimmen. Chromosomen bestehen aus DNA und Proteinen.

Ein Gen ist eine elementare Vererbungseinheit, dargestellt durch ein Biopolymer – ein Segment eines DNA-Moleküls, das Informationen über die Primärstruktur eines Proteins oder rRNA- und tRNA-Moleküle enthält.

Genom – eine Reihe von Genen einer Art, zu der ein Organismus (Individuum) gehört. Das Genom wird auch als Satz von Genen bezeichnet, die für den haploiden (1n) Chromosomensatz eines bestimmten Organismustyps oder den haploiden Hauptchromosomensatz charakteristisch sind. Gleichzeitig wird das Genom sowohl als funktionelle Einheit als auch als Merkmal einer Art betrachtet, das für die normale Entwicklung von Organismen einer bestimmten Art notwendig ist.

Der Genotyp ist ein System interagierender Gene eines Organismus (Individuums). Der Genotyp drückt die Gesamtheit der genetischen Informationen eines Individuums (Organismus) aus.

Reproduktion ist die Reproduktion der eigenen Art. Diese Eigenschaft ist nur für lebende Organismen charakteristisch.

Befruchtung ist die Vereinigung der Kerne männlicher und weiblicher Keimzellen – Gameten –, die zur Bildung einer Zygote und der anschließenden Entwicklung eines neuen (Tochter-)Organismus daraus führt.

Eine Zygote ist eine einzelne Zelle, die durch die Verschmelzung weiblicher und männlicher Fortpflanzungszellen (Gameten) entsteht.

Ontogenese ist die individuelle Entwicklung eines Organismus, einschließlich des gesamten Komplexes konsistenter und irreversibler Veränderungen, angefangen von der Bildung einer Zygote bis zum natürlichen Tod des Organismus.

Homöostase ist ein Zustand des relativen dynamischen Gleichgewichts eines Systems (einschließlich biologischer Systeme), das durch Selbstregulierungsmechanismen aufrechterhalten wird.

Gesundheit ist der Zustand eines jeden lebenden Organismus, in dem er als Ganzes und alle seine Organe ihre Funktionen voll erfüllen können. Es gibt keine Krankheit oder Krankheit.

Das Virus ist eine einzigartige präzelluläre Lebensform mit heterotropher Ernährung. Ein DNA- oder RNA-Molekül wird innerhalb der betroffenen Zelle repliziert.

Die organisatorische Organisationsebene lebender Materie spiegelt die Eigenschaften einzelner Individuen und ihr Verhalten wider. Die strukturelle und funktionelle Einheit der Organismenebene ist der Organismus. Auf der Ebene des Organismus treten folgende Phänomene auf: Fortpflanzung, Funktion des Gesamtorganismus, Ontogenese usw.

Schüler auf die Arbeit einstimmen.

1. Was studiert Biologie?

2. Das Wissen darüber, welche naturwissenschaftlichen Gesetze die Grundlage des wissenschaftlichen Weltbildes bilden und zur Lösung praktischer Probleme notwendig sind?

3. Nach welchem ​​Prinzip ist die Biologie in einzelne Wissenschaften unterteilt?

4. Warum optimale Wildtiernutzung?

5. Was ist Leben?

6. Welche Ebenen der Lebensorganisation kennen Sie?

7. Welche Ebenen der Lebensorganisation haben Sie bereits studiert?

8. Nennen Sie die elementaren Einheiten und Strukturelemente der Organismenebene?

9.Wie werden lebende Organismen klassifiziert?

10. Welche Hauptprozesse laufen auf der Ebene des Organismus ab?

11. Nennen Sie die Bedeutung und Rolle der Organismenebene in der Natur.

A. Der Unterschied zwischen Leben und Nichtleben.

Arbeiten Sie in Gruppen an Aufgaben:

(Die Schüler beantworten die Frage und begründen ihre Meinung).

Gruppe Nr. 1:

Können die folgenden Organismen als lebendig bezeichnet werden und warum:

a) Tiere in einem Zustand suspendierter Lebhaftigkeit;

b) eine Person unter Narkose;

c) Bakterien in getrocknetem Zustand;

d) Trockenhefe?

Gruppe Nr. 2:

Die Konstanz der strukturellen und funktionellen Organisation biologischer Systeme – Homöostase – als Voraussetzung für die Existenz biologischer Systeme.

Gruppe Nr. 3:

Welches für alle lebenden Systeme charakteristische Phänomen liegt den gegebenen Fakten zugrunde:

1) Der Frosch kann nicht im Salzwasser leben, produziert aber im Süßwasser viel Urin;

2) lebender Hering im Meerwasser „ungesalzen“;

3) In menschliches Blut, das Wasser enthält, muss Kochsalzlösung injiziert werden.

Gruppe Nr. 4:

1. Nennen Sie Beispiele für lebende Natursysteme.

2. Nennen Sie Beispiele für unbelebte Systeme.

Fazit: Stoffwechselprozesse in lebender Materie sorgen für Homöostase – die Konstanz der strukturellen und funktionellen Organisation des Systems.

B). Eigenschaften lebender Organismen:

1. Einheit der chemischen Zusammensetzung.
2. Stoffwechsel und Energie (Stoffwechsel).

1. 3. Rhythmus.
2. 4. Selbstregulierung

1. Selbstreproduktion.
2. Vererbung.
3. Variabilität.
4. Eine einheitliche Organisationsebene lebender Organismen

1. Wachstum und Entwicklung.

2. Reizbarkeit.

3. Diskretion.

4. Anpassungsfähigkeit

Wählen Sie die Zeichen lebender Organismen aus, die im Text des Lehrbuchs nicht besprochen wurden.

(Diskretion, Selbstregulierung, Rhythmus).

Fazit: Lebende Organismen unterscheiden sich deutlich von nichtlebenden Systemen durch ihre außergewöhnliche Komplexität und hohe strukturelle und funktionelle Ordnung. Diese Unterschiede verleihen dem Leben qualitativ neue Eigenschaften.

IN). Grundlegende Organisationsebenen lebender Organismen Die belebte Natur ist ein komplex organisiertes hierarchisches System. Basierend auf den Merkmalen der Manifestation der Eigenschaften von Lebewesen unterscheiden Wissenschaftler mehrere Ebenen der Organisation lebender Materie.

molekulares zelluläres Gewebeorgan

(Moleküle) (Zelle) (Gewebe) (Organ)

Organismus-Populationsart

(Organismus) (Art, Population)

Biogeozänotische (Ökosystem-)Biosphäre.

(BGC, Ökosystem) (Biosphäre)

Das Diagramm zeigt die einzelnen Organisationsebenen des Lebens, ihre Verbindung untereinander, den Übergang voneinander und zeigt die Integrität der belebten Natur.

1. Gruppe:

1. Molekular.
2. Mobilfunk.

2. Gruppe:

1. Stoff

2. Orgel.

1. Gruppe:

1. Bio.

1. Populationsarten.

Während wir die Organisationsebenen lebender Organismen in Gruppen erklären, füllen die Schüler die vorgeschlagene Tabelle aus:

	Organisationsebenen	Biologisches System	Elemente, die das System bilden
	Molekular	Organoide	Atome und Moleküle
	Mobilfunk	Zelle (Organismus)	Organoide
	Stoff
	Organ
	Organismisch	Organismus	Organsysteme
	Populationsarten	Bevölkerung
	Biogeozänotisch (Ökosystem)	Biogeozänose (Ökosystem)	Populationen
	Biosphäre	Biosphäre	Biogeozänosen (Ökosysteme)

Fazit: Die Struktur lebender Systeme zeichnet sich durch Diskretion aus, d.h. in Funktionseinheiten unterteilt. So bestehen Atome aus Elementarteilchen, Moleküle bestehen aus Atomen, Moleküle (groß und klein) bestehen aus Organellen, die Zellen bilden, Gewebe werden aus Zellen gebildet und Organe daraus usw.

Die Identifizierung einzelner Ebenen der Lebensorganisation ist teilweise willkürlich, da sie eng miteinander verbunden sind und ineinander übergehen, was von der Integrität der belebten Natur spricht.

Welche Organismenformen gibt es auf der Erde?

Welche Bedeutung hat ein Organismus in der Natur?

Beantworten Sie die Frage anhand des Lehrbuchs S. 5-6 und ordnen Sie sie in Form eines Diagramms an

Die Bedeutung des Organismus

1. Mitarbeit im Vorstand:

Ordnen Sie die Bilder den Organisationsebenen lebender Organismen zu

A) Molekular

B) Mobilfunk

B) Stoff

D) Orgel

D) Bio

E) Populationsarten

G) Biogeozänotisch (Ökosystem)

H) Biosphäre

Problematische Probleme lösen:

1. „Ozonlöcher“ und die Auswirkungen von UV-Strahlen auf zellulärer und molekularer Ebene des Lebens.
2. Es ist unmöglich, einen Menschen zu behandeln, ohne die Struktur und Funktionsweise von Zellen zu kennen.
3. Um welche globalen Probleme der Menschheit zu lösen, sind Kenntnisse der Biologie erforderlich?
4. Nennen Sie Beispiele für den Einsatz biologischer Methoden aus der Botanik, Zoologie, menschlichen Anatomie und Physiologie.

Absatz 1.2 Füllen Sie die Tabelle aus.

Kreativaufgabe für Gruppen: Welche Bedeutung hat die Biologie für das Verständnis aller Lebewesen? Wie haben Sie sich beim Studium dieses Themas gefühlt?

Folgende Ebenen der Lebensorganisation werden unterschieden: molekular, zellulär, Organgewebe (manchmal getrennt), Organismus, Populationsart, Biogeozänotisch, Biosphäre. Die belebte Natur ist ein System, und die verschiedenen Ebenen ihrer Organisation bilden ihre komplexe hierarchische Struktur, wobei die zugrunde liegenden einfacheren Ebenen die Eigenschaften der höheren bestimmen.

Komplexe organische Moleküle sind also Bestandteile von Zellen und bestimmen deren Struktur und lebenswichtige Funktionen. In mehrzelligen Organismen sind Zellen zu Geweben organisiert, und mehrere Gewebe bilden ein Organ. Ein vielzelliger Organismus besteht aus Organsystemen, andererseits ist der Organismus selbst eine elementare Einheit einer Population und einer biologischen Art. Eine Gemeinschaft wird durch interagierende Populationen verschiedener Arten repräsentiert. Gemeinschaft und Umwelt bilden eine Biogeozänose (Ökosystem). Die Gesamtheit der Ökosysteme des Planeten Erde bildet seine Biosphäre.

Auf jeder Ebene entstehen neue Eigenschaften von Lebewesen, die auf der darunter liegenden Ebene fehlen, und es werden eigene Elementarphänomene und Elementareinheiten unterschieden. Gleichzeitig spiegeln die Ebenen in vielerlei Hinsicht den Verlauf des Evolutionsprozesses wider.

Die Identifizierung von Ebenen ist praktisch, um das Leben als komplexes Naturphänomen zu untersuchen.

Schauen wir uns die einzelnen Ebenen der Lebensorganisation genauer an.

Molekulare Ebene

Obwohl Moleküle aus Atomen bestehen, zeigt sich der Unterschied zwischen lebender und nichtlebender Materie erst auf molekularer Ebene. Nur lebende Organismen enthalten eine Vielzahl komplexer organischer Substanzen – Biopolymere (Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren). Zur molekularen Organisationsebene von Lebewesen gehören jedoch auch anorganische Moleküle, die in Zellen eindringen und in deren Leben eine wichtige Rolle spielen.

Die Funktionsweise biologischer Moleküle liegt einem lebenden System zugrunde. Auf der molekularen Ebene des Lebens manifestieren sich Stoffwechsel und Energieumwandlung als chemische Reaktionen, Übertragung und Veränderung von Erbinformationen (Reduplikation und Mutationen) sowie eine Reihe anderer zellulärer Prozesse. Manchmal wird die molekulare Ebene als molekulargenetisch bezeichnet.

Zellulare Ebene des Lebens

Die Zelle ist die strukturelle und funktionelle Einheit aller Lebewesen. Außerhalb der Zelle gibt es kein Leben. Auch Viren können nur dann die Eigenschaften eines Lebewesens aufweisen, wenn sie sich in der Wirtszelle befinden. Biopolymere entfalten ihre volle Reaktivität, wenn sie in einer Zelle organisiert sind, die als komplexes System von Molekülen betrachtet werden kann, die hauptsächlich durch verschiedene chemische Reaktionen miteinander verbunden sind.

Auf dieser zellulären Ebene manifestiert sich das Phänomen des Lebens, die Mechanismen der Übertragung genetischer Informationen und der Umwandlung von Stoffen und Energie sind gekoppelt.

Organgewebe

Nur mehrzellige Organismen haben Gewebe. Gewebe ist eine Ansammlung von Zellen mit ähnlicher Struktur und Funktion.

Gewebe entstehen im Prozess der Ontogenese durch Differenzierung von Zellen mit der gleichen genetischen Information. Auf dieser Ebene findet die Zellspezialisierung statt.

Pflanzen und Tiere haben unterschiedliche Gewebetypen. Bei Pflanzen handelt es sich also um ein Meristem, ein schützendes, basisches und leitendes Gewebe. Bei Tieren - epithelial, bindegewebig, muskulös und nervös. Gewebe können eine Liste von Untergeweben enthalten.

Ein Organ besteht in der Regel aus mehreren Geweben, die zu einer strukturellen und funktionellen Einheit verbunden sind.

Organe bilden Organsysteme, von denen jedes für eine wichtige Funktion im Körper zuständig ist.

Die Organebene in einzelligen Organismen wird durch verschiedene Zellorganellen repräsentiert, die die Funktionen Verdauung, Ausscheidung, Atmung usw. erfüllen.

Organismische Organisationsebene von Lebewesen

Neben der zellulären Ebene werden auch auf der organismischen (oder ontogenetischen) Ebene separate Struktureinheiten unterschieden. Gewebe und Organe können nicht unabhängig leben, Organismen und Zellen (sofern es sich um einzellige Organismen handelt) schon.

Mehrzellige Organismen bestehen aus Organsystemen.

Auf der Ebene des Organismus manifestieren sich Lebensphänomene wie Fortpflanzung, Ontogenese, Stoffwechsel, Reizbarkeit, neurohumorale Regulation und Homöostase. Mit anderen Worten: Seine Elementarphänomene stellen die natürlichen Veränderungen des Organismus in der individuellen Entwicklung dar. Die elementare Einheit ist das Individuum.

Populationsarten

Organismen derselben Art, vereint durch einen gemeinsamen Lebensraum, bilden eine Population. Eine Art besteht normalerweise aus vielen Populationen.

Populationen haben einen gemeinsamen Genpool. Innerhalb einer Art können sie Gene austauschen, es handelt sich also um genetisch offene Systeme.

In Populationen treten elementare evolutionäre Phänomene auf, die letztlich zur Artbildung führen. Die belebte Natur kann sich nur auf der Ebene von Supraorganismen entwickeln.

Auf dieser Ebene entsteht die potenzielle Unsterblichkeit der Lebenden.

Biogeozänotische Ebene

Biogeozänose ist eine interagierende Gruppe von Organismen verschiedener Arten mit verschiedenen Umweltfaktoren. Elementare Phänomene werden durch Stoff-Energie-Kreisläufe repräsentiert, die hauptsächlich von lebenden Organismen bereitgestellt werden.

Die Rolle der biogeozänotischen Ebene besteht in der Bildung stabiler Gemeinschaften von Organismen verschiedener Arten, die an das Zusammenleben in einem bestimmten Lebensraum angepasst sind.

Biosphäre

Die Biosphärenebene der Lebensorganisation ist ein System der höchsten Ordnung des Lebens auf der Erde. Die Biosphäre umfasst alle Erscheinungsformen des Lebens auf dem Planeten. Auf dieser Ebene findet ein globaler Stoffkreislauf und ein Energiefluss (über alle Biogeozänosen) statt.