Биология Уровни организации живой материи

Все живые организмы на Земле имеют разное строение, относятся к разным систематическим группам. Являясь отдельными биологическими системами, организмы объединяются и образуют более сложные сообщества и системы.

Для живой природы характерны разные уровни организации её структур, которые подчинены строгой иерархии. На каждом уровне организации жизнь протекает по определённым закономерностям, выявлением и изучением которых занимаются соответствующие разделы науки: молекулярная биология, биохимия, цитология, анатомия, генетика, эволюционное учение, экология.

 

На основании проявления свойств живой материи выделяют следующие уровни организации жизни: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, экосистемный и биосферный.

 

Рассмотрим каждый уровень организации жизни.

Молекулярный уровень является предметом изучения молекулярной биологии и биохимии.

Функционально-структурной единицей на этом уровне являются биологические молекулы – белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты. Изучается их строение, структура, функции, роль в процессах жизнедеятельности организма.

С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организмов: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и т. д.

Молекулярный уровень – самый древний уровень организации живой материи. Здесь проходит граница между живым и неживым.

Клеточный уровень представлен клетками.

Клетка – основная структурная и функциональная единица живых организмов, элементарная живая система.

Это начальный уровень, который обладает всеми свойствами живого. На этом уровне изучаются группы клеток, которые имеют сходное строение и выполняют общие функции. На клеточном уровне выясняются проблемы морфологической организации клетки, специализации клеток в ходе развития, функции органоидов клетки, механизмы и регуляция деления клетки, способы взаимодействия клеток между собой.

Решение этих проблем имеет очень важное практическое значение, особенно в медицине.

 

Структурно-функциональная единица организменного уровня – организм.

Организм – отдельное существо, относительно самостоятельно взаимодействующее со средой обитания.

На этом уровне изучают отдельную особи и свойственные им как биологической системе черты строения, физиологические процессы, в том числе механизмы адаптации и поведения в различных экологических условиях. Организменный уровень может быть представлен как одноклеточными, так и многоклеточными организмами.

Популяционно-видовой уровень

представлен популяциями биологических видов.

На популяционно-видовом уровне изучают факторы, влияющие на численность популяций, проблемы сохранения исчезающих видов, динамики генетического состава популяций, действие факторов микроэволюции и так далее. Для хозяйственной деятельности человека важны такие проблемы популяционной биологии, как контроль численности видов, наносящих ущерб хозяйству, поддержание оптимальной численности эксплуатируемых и охраняемых популяций.

Экосистемный уровень

Основными структурными элементами уровня являются системы популяций разных видов. Данный уровень характеризуется множеством свойств. К ним относятся: структура экосистемы, видовой и количественный состав ее населения, типы биотических связей, пищевые цепи и сети, трофические уровни, продуктивность, устойчивость, круговорот веществ и поток энергии, саморегулирование, автономность, открытость системы, сезонные изменения, а также реакции экосистемы на деятельность человека.

 

Биосферный уровень – высший уровень организации жизни на Земле, объединяющий в единое целое все живые организмы.

На биосферном уровне глобальная экология решает такие проблемы, как определение интенсивности образования свободного кислорода растительным покровом Земли или изменения концентрации углекислого газа в атмосфере, связанного с деятельностью человека.

 

Биосфера — система высшего порядка, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.

Уровни организации жизни | Биология

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).

1.2C: Уровни организации — Медицина LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    7281

    • Живые организмы состоят из четырех уровней организации: клеток, тканей, органов и систем органов.

    Цели обучения
    • Порядок уровней организации живых организмов

    Key Points

    • Клетки являются основной единицей жизни на самом низком уровне организации.
    • Клетки могут быть прокариотическими (без ядра) или эукариотическими (с ядром).
    • Четыре категории тканей: соединительная, мышечная, эпителиальная и нервная.
    • Органы состоят из разных типов тканей и выполняют сложные функции. Они могут быть полыми или сплошными.
    • Системы органов — это группы органов, которые выполняют сходные функции или выполняют функции вместе.
    • Многие физиологические функции выполняются несколькими системами органов, работающими в тандеме.

    Ключевые термины

    • клетка : Наименьшая единица жизни, способная к независимому воспроизведению. Обычно содержит нуклеиновую кислоту, цитоплазму, клеточную мембрану и многие другие белки и структуры.
    • орган : Структура, состоящая из различных тканей, которые работают вместе для выполнения физиологических функций.
    • система органов : Группа органов и тканей, которые работают вместе для выполнения определенных функций.
    • Ткани : Группа похожих клеток одного происхождения, которые работают вместе для выполнения одной и той же функции.

    ПРИМЕРЫ

    На примере системы кровообращения клеткой этой системы является эритроцит, сердечная мышца представляет собой ткань, орган представляет собой само сердце, а система органов представляет собой систему кровообращения.

    Организм состоит из четырех уровней организации: клеток, тканей, органов и систем органов. Эти уровни объединяют сложные анатомические структуры в группы; такая организация облегчает понимание компонентов.

    Уровень 1: Клетки

    Первым и самым основным уровнем организации является клеточный уровень. Клетка является основной единицей жизни и наименьшей единицей, способной к воспроизведению. Хотя клетки сильно различаются по своей структуре и функциям в зависимости от типа организма, у всех клеток есть несколько общих черт. Клетки состоят из органических молекул, содержат нуклеиновые кислоты (например, ДНК и РНК), заполнены жидкостью, называемой цитоплазмой, и имеют мембрану, состоящую из липидов. Клетки также содержат множество структур внутри цитоплазмы, называемых органеллами, которые выполняют различные клеточные функции.

    Клетки могут быть прокариотическими (без ядра) у бактерий и архей (одноклеточные организмы) или эукариотическими (с ДНК, окружающей ядро) у растений, животных, простейших и грибов. У человека большинство клеток объединяются в ткани, но некоторые клетки обнаруживаются независимо от твердых тканей и выполняют свои собственные функции. Эритроцит, циркулирующий в кровотоке и переносящий кислород по всему человеческому телу, является примером независимой клетки.

    Уровень 2: Ткани

    Ткани представляют собой группу похожих клеток одного происхождения, которые вместе выполняют определенную функцию. У людей есть четыре различных типа основных тканей. Соединительные ткани, такие как костная ткань, состоят из волокнистых клеток и придают форму и структуру органам. Мышечная ткань состоит из клеток, которые могут сокращаться вместе и позволяют животным двигаться. Эпителиальные ткани составляют наружные слои органов, такие как кожа или наружный слой желудка. Нервная ткань состоит из специализированных клеток, которые передают информацию посредством электрохимических импульсов, таких как ткань нервов, спинного и головного мозга.

    Уровень 3: Органы

    Орган представляет собой структуру, состоящую из различных тканей, которые выполняют определенные функции организма. Большинство органов содержат такие ткани, как паренхима (используется для выполнения функций органа), строма (соединительная ткань, характерная для органов) и эпителий. Органы могут быть сплошными или полыми и значительно различаться по размеру и сложности. Сердце, легкие и мозг — все это примеры органов.

    Уровень 4: Системы органов

    Система органов — это совокупность органов, которые работают вместе для выполнения сходной функции. В организме человека существует одиннадцать различных систем органов, каждая из которых выполняет свои специфические функции. Одним из примеров является пищеварительная система, которая состоит из многих органов, которые работают вместе, чтобы переваривать и усваивать питательные вещества из пищи. В то время как большинство систем органов контролируют несколько конкретных физиологических процессов, некоторые процессы являются более сложными и требуют совместной работы нескольких систем органов. Например, кровяное давление контролируется комбинацией почечной системы (почек), системы кровообращения и нервной системы.

    Уровни организации у животных : Организм содержит системы органов, состоящие из органов, состоящих из тканей, которые, в свою очередь, состоят из клеток.

    ЛИЦЕНЗИИ И ОТНОШЕНИЯ

    CC ЛИЦЕНЗИОННЫЙ КОНТЕНТ, РАСПРОСТРАНЕННЫЙ РАНЕЕ

    • Курирование и доработка. Автор : Boundless.com. Предоставлено : Boundless.com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

    CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖИМОЕ, ​​КОНКРЕТНОЕ АВТОРСТВО

    • Что важно/физиологические потребности. Предоставлено : Викиверситет. Расположен по адресу : en.wikiversity.org/wiki/What_…ological_Needs . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • жизни. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/life . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless.com//physiology…ition/organism . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • экстремофил. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/extremophile . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Деревья тропических лесов Hoh. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Ho…rest_trees.jpg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Гарри Харлоу. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Harry_H…infant_monkeys . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Что важно/физиологические потребности. Предоставлено : Викиверситет. Расположен по адресу : en.wikiversity.org/wiki/What_…ological_Needs . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • выживания. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/survival . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Деревья тропических лесов Hoh. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Ho…rest_trees.jpg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Что важно/физиологические потребности. Предоставлено : Викиверситет. Расположен по адресу : en.wikiversity.org/wiki/What_Matters/Physiological_Needs . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • уровня организации. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en. Wikipedia.org/wiki/Biological_organisation . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Орган. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Organ_(anatomy) . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • ткани. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Tissue_(biology) . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Сотовый. Предоставлено : Wikitionary. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/cell . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Деревья тропических лесов Hoh. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Hoh_rain_forest_trees.jpg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Что важно/физиологические потребности. Предоставлено : Викиверситет. Расположен по адресу : en.wikiversity.org/wiki/What_Matters/Physiological_Needs . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
    • Уровни организации животных. Предоставлено : Wikipedia Commons. Расположен по адресу : commons.wikimedia.org/wiki/F…vels_mouse.svg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

    1.2C: Levels of Organization распространяется по лицензии CC BY-SA, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или Страница
        Лицензия
        CC BY-SA
        Показать оглавление
        нет
      2. Теги
          На этой странице нет тегов.

      Уровни организации – принципы биологии

      Перейти к содержимому

      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 молекул. Молекула — это химическая структура, состоящая как минимум из двух атомов, удерживаемых вместе одной или несколькими химическими связями. Многие молекулы, которые являются биологически важными, представляют собой макромолекул, больших молекул, 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. Дополнительную информацию см. в разделе вашего учебника о химии биологических молекул.

      Рисунок 1  Все молекулы, включая эту молекулу ДНК, состоят из атомов. (кредит: «brian0918»/Wikimedia Commons)

      Некоторые клетки содержат агрегаты макромолекул, окруженных мембранами; их называют органеллами. Органеллы — это небольшие структуры, существующие внутри клеток. Примеры органелл включают митохондрии и хлоропласты, которые выполняют незаменимые функции: митохондрии производят энергию для питания клетки , , в то время как хлоропласты позволяют зеленым растениям использовать энергию солнечного света для производства сахаров. Все живые существа состоят из клеток; сама клетка является наименьшей фундаментальной структурной и функциональной единицей живых организмов. Это требование является одной из причин, по которой вирусы не считаются живыми: они не состоят из клеток. Чтобы создать новые вирусы, они должны вторгнуться в репродуктивный механизм живой клетки и захватить его; только тогда они смогут получить материалы, необходимые им для воспроизводства. Некоторые организмы состоят из одной клетки, а другие многоклеточные. Клетки классифицируются как прокариотические или эукариотические. Прокариоты — это одноклеточные или колониальные организмы, у которых нет связанных с мембраной ядер; напротив, клетки эукариот имеют мембраносвязанные органеллы и мембраносвязанное ядро.

      В более крупных организмах клетки объединяются в тканей, которые представляют собой группы подобных клеток, выполняющих сходные 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 – это более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов. У млекопитающих много 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. Лес сам по себе является экосистемой. 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 высшем уровне организации биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет собой зоны жизни на Земле. Он включает в себя землю, воду и даже в некоторой степени атмосферу.

      Рисунок 1 Показаны биологические уровни организации живого. Живые организмы, от одной органеллы до всей биосферы, являются частями высокоструктурированной иерархии.