Уровни организации живой природы — что это, определение и ответ
Основные уровни организации живой природы:
Уровни организации живых систем отражают соподчиненность, иерархичность структурной организации жизни; отличаются друг от друга сложностью организации системы (клетка устроена проще по сравнению с многоклеточным организмом или популяцией).
Уровень жизни – это форма и способ ее существования.
Выделяют следующие уровни организации:
1. Молекулярно-генетический.
Биологическая система: Молекула
Компоненты, образующие систему: Отдельные биополимеры (ДНК, РНК, белки, углеводы и др.)
Примеры: на этом уровне жизни рассматриваются явления, связанные с изменениями (генными мутациями) и воспроизведением генетического материала, обменом веществ.
2. Клеточный.
Биологическая система: Клетка
Компоненты, образующие систему: Комплексы молекул химических соединений и органоиды клетки.
Примеры: Процессы, проходящие в клетке и в органоидах клетки. Синтез специфических органических веществ; регуляция химических реакций; деление клеток; вовлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в биосистемы. Также на данном уровне идет деление всех клеток на про- и эукариот.
3. Тканевый.
Биологическая система: Ткань – совокупность клеток и межклеточного вещества сходных по строению, функциям и происхождению.
Компоненты, образующие систему: Клетки и межклеточное вещество.
Примеры: Обмен веществ, раздражимость.
4. Органный.
Биологическая система: Орган
Компоненты, образующие систему: Ткани разных типов
Примеры: Пищеварение, газообмен, транспорт веществ, движение и др.
Важно! На экзамене может встретиться органно-тканевый уровень
5. Организменный.
Биологическая система: Организм
Компоненты, образующие систему: Системы органов
Примеры: Обмен веществ, раздражимость, размножение, онтогенез. Нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности. Обеспечение гармоничного соответствия организма его среде обитания. На этом уровне идет деление живой природы на царства.
Выделяют 4 царства живой природы:
1) Царство Бактерии
2) Царство Грибы
3) Царство Растения
4) Царство Животные
6. Популяционно-видовой.
Биологическая система: Популяция
Компоненты, образующие систему: Группы родственных особей, объединенных определенным генофондом и специфическим взаимодействием с окружающей средой
Примеры: Взаимодействие между особями и популяциями одноговида.
Генетическая разнородность, накопление элементарных эволюционных преобразований, выработка адаптации к меняющимся условиям среды. Процессы микроэволюции.
Важно! Популяция – группа особей одного вида, обитающие длительно на определенной территории, свободно скрещивающиеся между собой.
Из определения можно сделать вывод, что несколько популяций могут принадлежать к одному виду, а значит при выделении отдельно «популяционного» и «видового» уровней популяционный является более маленьким и является частью видового.
На экзамене могут встретиться отдельно популяционный и видовой уровни.
7. Биоценотический (биогеоценотический, экосистемный)
Биологическая система: Биогеоценоз (Экосистема)
Компоненты, образующие систему: Популяции разных видов и факторы среды, пространство с комплексом условий среды обитания или совокупность биотопа (неживой природы) и биоценоза
Примеры: Биологический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь, подвижное равновесие между живым населением и факторами неживой природы, обеспечение живого населения условиями обитания и ресурсами.
Взаимодействие между особями разных видов. Хищничество, паразитизм, симбиоз, конкуренция.
8. Биосферный.
Биологическая система: Биосфера
Компоненты, образующие систему: Биогеоценозы и антропогенное воздействие
Примеры: Активное взаимодействие живого и неживого (косного) вещества планеты, биологический глобальный круговорот, активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы (антропогенные факторы).
биофак СПбГУ
| ||||||||||||
gif»>
 gif»> | ||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||
| | ||||||||||||||||||||
| |
биофак СПбГУ |
[ Развернуть все ] [ Свернуть все ]
|
gif»>
gif»>
gif»>
gif»>
gif»>
gif»>
gif»>
gif»>
gif»>
gif»>
gif»>контакты карта сайта почтовый сервер управление поддержка
199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9
© Санкт-Петербургский государственный университет, 2006-2017
4.6 Лист как орган | Растительные и животные ткани
Предыдущий 4.5 Применение местных знаний и биотехнологии | Следующий 4.7 Резюме |
4.6 Лист как орган (ESG75)
Учащимся напоминают о том, что орган представляет собой совокупность тканей, соединенных вместе для выполнения общей функции. Группа органов работает вместе, образуя систему органов.
Органы существуют у всех высших биологических организмов, они не ограничиваются животными, но могут быть идентифицированы и у растений. Например, лист — это орган растения, как и корень, стебель, цветки и плоды. В этом разделе лист используется в качестве примера органа.
Структура листа будет обсуждаться на поперечном срезе двудольного листа. Структура должна быть связана с такими функциями, как транспорт, газообмен и фотосинтез. Свяжите этот раздел с уже изученными растительными тканями, клеточными органеллами и движением молекул через мембраны в лист, через него и из него.
Вы узнали об отдельных тканях растений и животных. Теперь мы рассмотрим, как ткани соединяются вместе, образуя органы. Орган представляет собой совокупность тканей, объединенных в структурную единицу для выполнения общей функции. В последующих главах мы рассмотрим различные органы животных. В этом разделе мы обсудим, как лист растения является примером органа. Мы представим его структуру в отношении его функций в фотосинтезе, газообмене и транспорте.
Листья обычно встречаются у сосудистых растений, которые имеют одревесневшие ткани (ксилему), которые позволяют им проводить воду. Листья обычно плоские и тонкие, чтобы обеспечить максимальный газообмен и захват света. Организация листа эволюционировала, чтобы обеспечить максимальное воздействие света на хлоропласты и поглощать углекислый газ. Листья имеют устьица, поры, находящиеся в эпидерме листа, которые позволяют растению регулировать обмен углекислого газа, кислорода и водяного пара с атмосферой. Форма и структура листьев значительно различаются от одного растения к другому. Это зависит от климата, доступной интенсивности света, наличия пастбищных животных, питательных веществ и конкуренции со стороны других растений. Листья либо дорсивентральный или изобилатеральный . Дорсивентральные листья имеют обе поверхности, отличающиеся друг от друга по внешнему виду и строению. У изобилатеральных листьев обе поверхности выглядят одинаково. Листья также могут хранить пищу и воду и модифицированы для
выполнять эти
функции.
Листовая конструкция (ESG76)
Лист представляет собой набор тканей, в который входят:
- Эпидермис , покрывающий верхнюю и нижнюю поверхности.
- мезофилл внутри листа, богатый хлоропластами.
- Вены содержат сосудистую ткань (где присутствуют ксилема и флоэма).
Эпидермис
Клетки эпидермиса образуют наружный слой, покрывающий лист, отделяющий внутренние ткани от внешней среды.
Ткань эпидермиса выполняет несколько функций:
- защита от потери воды через устьица и восковую кутикулу
- регулировка газообмена
- секреция метаболических соединений
Клетки мезофилла
Мезофилл расположен между верхним и нижним слоями эпидермиса листа и в основном состоит из паренхимы (основная ткань) или хлоренхимы ткани. Мезофилл является основным местом фотосинтеза и делится на два слоя: верхний палисадный слой и слой губчатого мезофилла.
Верхний палисадный слой лежит под верхним эпидермисом и состоит из вертикально вытянутых клеток, которые плотно упакованы вместе, чтобы максимально увеличить количество клеток, подвергающихся воздействию солнечного света. Кроме того, эти клетки содержат много хлоропластов, что увеличивает их способность к фотосинтезу. Толщина палисадного слоя зависит от степени воздействия солнца. Листья, находящиеся на солнце, имеют более толстый палисадный слой. Те, которые обычно находятся в тени, имеют более тонкий палисадный слой. Под верхним палисадным слоем находится губчатый мезофилл. Клетки губчатого мезофилла немного круглее, менее плотно упакованы и имеют воздушные пространства для газообмена.
На рисунках ниже показано строение листа и ткани двудольного растения.
Рисунок 4.39: Листовая структура.
Рисунок 4.40: Листовая структура.
Сосудистая ткань состоит из сосудов ксилемы и флоэмы, о которых вы узнали ранее в этой главе.
Ксилема переносит воду и минеральные вещества к листу. Флоэма переносит растворенную сахарозу, образовавшуюся в листе, из места ее синтеза в остальную часть листа. У большинства листьев есть оболочка пучка вокруг ксилемы и флоэмы, состоящая из склеренхимы или колленхимы, для дополнительной поддержки.
Транспорт веществ в лист и из него (ESG77)
Лист предназначен для транспортировки воды, сахаров, углекислого газа и кислорода по своей поверхности. Каждый из них включает в себя отдельные процессы и ячейки, о которых мы поговорим ниже.
Перемещение кислорода и двуокиси углерода
Устьица являются местом газообмена в листе. В растениях происходят два основных метаболических процесса, связанных с обменом кислорода и углекислого газа:
Фотосинтез: происходит днем, когда хлоропласты могут поглощать лучистую энергию солнца. Для фотосинтеза требуется углекислый газ, а в качестве побочного продукта выделяется кислород.
Поэтому в светлое время суток в листе низкая концентрация углекислого газа и высокая концентрация кислорода. В результате в течение дня в лист поступает углекислый газ и выделяется кислород.Клеточное дыхание: происходит непрерывно в течение дня и ночи. Клеточное дыхание требует кислорода и выделяет углекислый газ в качестве побочного продукта. В течение дня растение может использовать часть кислорода от фотосинтеза для клеточного дыхания. Ночью, когда фотосинтез прекращается, концентрация кислорода в растении падает и градиент концентрации переключается: концентрация углекислого газа высокая, а концентрация кислорода низкая. Поэтому в ночное время к листьям поступает кислород, а выделяется углекислый газ.
Поэтому в светлое время суток в листе низкая концентрация углекислого газа и высокая концентрация кислорода. В результате в течение дня в лист поступает углекислый газ и выделяется кислород.Движение воды в лист
Лист постоянно теряет воду в результате транспирации. Это приводит к тому, что клетки мезофилла имеют более низкую концентрацию воды, чем сосудистые пучки. Таким образом, вода перемещается по градиенту концентрации из сосуда ксилемы в живые клетки слоя мезофилла и на поверхность клеточных стенок мезофилла.
Это заставляет воду двигаться вверх от стебля за счет транспирации. Движение воды поддерживается за счет того, что молекулы воды постоянно испаряются в воздушное межклеточное пространство листа из устьичной поры в атмосферу.
Подробнее о транспортных процессах на заводах вы узнаете из: Опорные и транспортные системы на заводах .
Перевозка сахаров
Хлоропласты, найденные в слое частокола, улавливают лучистую энергию солнца и производят глюкозу посредством фотосинтеза. Эта глюкоза используется для производства простого сахара-сахарозы. Сахароза транспортируется к остальной части растения через сосуды флоэмы, присутствующие в сосудистой ткани листа. Растения превращают сахар в крахмал для длительного хранения.
Открытие и закрытие устьиц : Открытие и закрытие устьиц имеет важное значение для газообмена, транспирации и движения сахаров. Устьица открываются при ярком свете и высокой влажности. Когда концентрация воды в почве низкая, что указывает на то, что растение сухое, химические изменения в растении приводят к закрытию устьиц.
Исследование структуры листа под микроскопом
Цель
Для идентификации различных тканей листьев растений.
Вопросов:
Изучите показанное изображение и ответьте на приведенные ниже вопросы.
Рис. A | Рис. 10 |
- Сравните рисунки A и B. Какие из пронумерованных структур, показанных на B, вы можете идентифицировать по рисунку A?
- Какие из пронумерованных структур, показанных в B, отсутствуют в A?
- На рисунке А изображен лист паутинника. Они растут в той части Канады, где утром светит солнце, а днем пасмурно. Опишите, какие изменения вы ожидаете увидеть в структурах листа растения в течение дня. Как эти изменения можно сравнить с растением, которое растет в жаркие солнечные дни и в холодные и сухие ночи?
Предыдущий 4. | Оглавление | Следующий 4.7 Резюме |
5 Применение местных знаний и биотехнологииУровни организации живых существ
Результаты обучения
- Порядок уровней организации живых существ
Живые существа высокоорганизованы и структурированы, следуя иерархии, которую можно рассматривать в масштабе от малого до большого. атом — самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Он состоит из ядра, окруженного электронами. Атомы образуют молекулы. Молекула представляет собой химическую структуру, состоящую как минимум из двух атомов, соединенных вместе одной или несколькими химическими связями. Многие молекулы, которые являются биологически важными, представляют собой макромолекулы , большие молекулы, которые обычно образуются в результате полимеризации (полимер — это большая молекула, полученная путем объединения более мелких единиц, называемых мономерами, которые проще, чем макромолекулы).
Примером макромолекулы является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) (рис. 1), содержащая инструкции по строению и функционированию всех живых организмов.
Рис. 1. Все молекулы, включая эту молекулу ДНК, состоят из атомов. (кредит: «brian0918»/Wikimedia Commons)
Некоторые клетки содержат агрегаты макромолекул, окруженные мембранами; они называются органеллами . Органеллы — это небольшие структуры, которые существуют внутри клеток. Примеры органелл включают митохондрии и хлоропласты, которые выполняют незаменимые функции: митохондрии производят энергию для питания клетки, а хлоропласты позволяют зеленым растениям использовать энергию солнечного света для производства сахаров. Все живые существа состоят из клеток; 9Клетка 0031 сама по себе является наименьшей фундаментальной единицей структуры и функции в живых организмах. (Вот почему вирусы не считаются живыми: они не состоят из клеток. Чтобы создавать новые вирусы, они должны внедриться и захватить репродуктивный механизм живой клетки; только тогда они смогут получить материалы, необходимые им для размножения.
) Некоторые организмы состоят из одной клетки, а другие многоклеточные. Клетки классифицируются как прокариотические или эукариотические. Прокариоты представляют собой одноклеточные или колониальные организмы, не имеющие связанных с мембраной ядер или органелл; напротив, клетки эукариоты имеют мембраносвязанные органеллы и мембраносвязанное ядро.
В более крупных организмах клетки объединяются, образуя ткани , которые представляют собой группы подобных клеток, выполняющих аналогичные или родственные функции. Органы представляют собой совокупность тканей, сгруппированных вместе, выполняющих общую функцию. Органы есть не только у животных, но и у растений. Система органов представляет собой более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов. У млекопитающих множество систем органов. Например, кровеносная система транспортирует кровь по телу, в легкие и обратно; он включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды.
Организмы — это отдельные живые существа. Например, каждое дерево в лесу — это организм. Одноклеточные прокариоты и одноклеточные эукариоты также считаются организмами и обычно называются микроорганизмами.
Все особи вида, обитающие в определенной области, вместе называются популяцией . Например, в лесу может быть много сосен. Все эти сосны представляют собой популяцию сосен в этом лесу. На одной и той же конкретной территории могут проживать разные популяции. Например, лес с соснами включает в себя популяции цветковых растений, а также популяции насекомых и микробов. А сообщество представляет собой сумму популяций, населяющих конкретную территорию. Например, все деревья, цветы, насекомые и другие популяции в лесу образуют лесное сообщество. Имейте в виду, что уровень сообщества состоит только из живых организмов. Лес сам по себе является экосистемой; это первый уровень, который содержит неживые аспекты данной области, влияющие на живые существа в этой среде.
Экосистема состоит из всех живых существ в определенной области вместе с абиотическими, неживыми частями этой среды, такими как азот в почве или дождевая вода. На самом высоком уровне организации (рис. 2) биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет зоны жизни на Земле. Он включает в себя землю, воду и даже в некоторой степени атмосферу.
Практический вопрос
Живые организмы, от одной органеллы до всей биосферы, являются частями высокоструктурированной иерархии.
Рис. 2. Показаны биологические уровни организации живого. Живые организмы, от одной органеллы до всей биосферы, являются частями высокоструктурированной иерархии. (кредит «органеллы»: модификация работы Умберто Сальванина; кредит «клетки»: модификация работы Брюса Ветцеля, Гарри Шефера / Национального института рака; кредит «ткани»: модификация работы Килбада; Фама Кламоза; Микаэль Хэггстрем; кредит «органы»: модификация работы Марианы Руис Вильярреал; кредит «организмы»: модификация работы «Crystal»/Flickr; кредит «экосистемы»: модификация работы штаб-квартиры Службы охраны рыбных ресурсов и дикой природы США; кредит «биосфера»: модификация работа НАСА)
Какое из следующих утверждений неверно?
- Ткани существуют внутри органов, которые существуют внутри систем органов.
Leave A Comment