Каково значение организменного уровня в природе. Тема урока Организменный уровень жизни и его роль в природе

Организм – это основная единица жизни, реальный носитель ее свойств, так как только в клетках организма происходят процессы жизни. Как отдельная особь организм входит в состав вида и популяции, являясь структурной единицей популяционно-видового уровня жизни.

Биосистемам организменного уровня присущи такие свойства: Обмен веществ Питание и пищеварение Дыхание Выделение Раздражимость Размножение Поведение Образ жизни Механизмы адаптации к среде обитания Нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности

Структурными элементами организма являются клетки, клеточные ткани, органы и системы органов с их уникальными жизненно важными функциями. Взаимодействие этих структурных элементов в их совокупности обеспечивает структурную и функциональную целостность организма.

Основные процессы в биосистеме организменного уровня: обмен веществ и энергии, характеризующийся согласованной деятельностью различных систем органов организма: поддержание постоянства внутренней среды, развертывание и реализация наследственной информации, а также проверка жизнеспособности данного генотипа, индивидуальное развитие (онтогенез).

Организация биосистемы организменного уровня отличается большим разнообразием систем органов и тканей, образующих организм; сформированностью систем управления, обеспечивающих согласованную работу всех компонентов биосистемы и выживание организма в сложных условиях среды; наличием различных механизмов адаптации к действию факторов, поддерживающих относительное постоянство внутренней среды, т. е. гомеостаза организма.

Значение организменного уровня жизни в природе выражается прежде всего в том, что на этом уровне возникла первичная дискретная биосистема, характеризующаяся самоподдержанием своей структуры, самовозобновлением, активно регулирующая на воздействие внешней среды и способная взаимодействовать с другими организмами.

Жизнедеятельность организма обеспечивается работой и взаимодействием его различных органов. Орган – это часть многоклеточного организма, выполняющая конкретную функцию (или группу взаимосвязных функций), имеющая определенное строение и состоящая из закономерно сложившегося комплекса тканей. Орган может выполнять свои функции самостоятельно или в составе системы органов (например, дыхательной, пищеварительной, выделительной или нервной).

У одноклеточных организмов функциональными частями особей являются органоиды, т. е. структуры, подобные органам. Организм – это совокупность систем органов, связанных между собой и внешней средой.

Все организмы как отдельные особи являются представителями различных популяций (и видов) и носителями их основных наследственных свойств и признаков. Поэтому каждый организм представляет уникальный пример популяции (и вида) в проявлении наследственных задатков, признаков и отношений со средой.

Гуморальная регуляция осуществляется через жидкие среды организма (кровь, лимфа, тканевая жидкость) с помощью биологически активных веществ, выделяемых клетками, тканями и органами при их функционировании. При этом важную роль выполняют гормоны, которые, вырабатываясь в специальных железах внутренней секреции, поступают непосредственно в кровь. У растений управление процессами роста и морфофизиологического развития осуществляют биологически активные химические соединения – фитогормоны, вырабатываемые специализированными тканями (меристемой в точках роста).

У одноклеточных (простейшие, водоросли, грибы) многие процессы жизнедеятельности также регулируются гуморальнохимическим путем посредством внешней и внутренней среды.

В ходе эволюции живых организмов возникла новая, более эффективная по быстроте управления процессами функционирования регуляция – нервная. Нервная регуляция – филогенетически более молодой тип регуляции по сравнению с гуморальной. Она основана на рефлекторных связях и адресована строго определенному органу или группе клеток. Скорость нервной регуляции в сотни раз выше, чем гуморальной.

Гомеостаз – это способность противостоять изменениям и сохранять динамически относительное постоянство состава и свойств организма.

У позвоночных животных и человека импульсы, посылаемые нервной системой, и выделяемые гормоны взаимно дополняют друга в регуляции процессов жизнедеятельности организма. Гуморальная регуляция подчинена нервной регуляции, вместе они составляют единую нервногуморальную регуляцию, обеспечивающую нормальное функционирования организма в изменяющихся условиях среды.

Питание одноклеточных Пиноцитоз – это поглощение жидкости и ионов. Фагоцитоз – это захват твердых оформленных частиц. Клетка может переваривать с помощью лизосом. Лизосомы переваривают практически все, даже содержимое своей клетки. Процесс саморазрушения клетки называется автолизом. Автолих происходит при высвобождение содержимого лизосом непосредственно в цитоплазму.

Движение одноклеточных Осуществляется с помощью разных органоидов и выростов цитоплазмы. В цитоплазме расположена сложная сеть микротрубочек, микрофиламентов и других структур, обладающих опорными и сократительными функциями, обеспечивающими амебоидное перемещение клетки. Некоторые простейшие перемещаются за счет волнообразного сокращения всего тела. Активное движение клетка совершает с помощью таких специальных образований, как жгутики и реснички.

Поведение (раздражимость) одноклеточных Проявляется в том, что они могут воспринимать из внешней среды различные раздражения и реагировать на них. Как правило, ответ на раздражение состоит в пространственном перемещении особей. Этот вид раздражимости у одноклеточных называется таксисом. Фототаксис – активная реакция на свет. Термотаксис – активная реакция на температуру. Геотаксис – активная реакция на притяжение земли.

Многоклеточным организмам, как и одноклеточным, присущи основные процессы жизнедеятельности: питание, дыхание, выделение, движение, раздражимость и др. Однако, в отличие от одноклеточных, у которых все процессы сосредоточены в одной клетке, у многоклеточных появляется разделение функций между клетками, тканями, органами, системами органов.

Сосудистые системы осуществляют транспортировку веществ внутри организма. Система дыхания поставляет организму необходимое количество кислорода и одновременно выводит многие продукты метаболизма. Использование кислорода, растворенного в воде, наиболее древний способ дыхания. Для этого используются жабры. У наземных позвоночных дыхательная система состоит из гортани, трахеи, парных бронхов и легких.

Процессы дыхания и выделения продуктов метаболизма у многих высокоорганизованных животных, особенно имеющих большие размеры, невозможны без участия кровеносной системы. КС впервые появилась у червей. У членистоногих, моллюсков и хордовых в КС есть особый пульсирующий орган – сердце. Помимо главной роли (обеспечение процессов обмена веществ и поддержание гомеостаза) КС позвоночных выполняет еще и другие функции: сохраняет постоянную температуру тела, переносит гормоны, участвует в борьбе с заболеваниями, в заживлении ран и др.

Кровь – жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе. У всех позвоночных в крови имеются клеточные, или форменные, элементы. Это эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.

Задания и вопросы 1. Охарактеризуйте отличия организменного уровня жизни от популяционно-видового. 2. На примере любого млекопитающего назовите основные структурные элементы биосистемы «организм» . 3. Поясните, какие признаки позволяют отнести к организмам туберкулезную бациллу у больного, окуня в реке и сосну в лесу. 4. Охарактеризуйте роль механизмов управления в существовании биосистемы. 5. Как осуществляется саморегуляция процессов жизнедеятельности у организма? 6. Поясните, как поглощают и как переваривают пищу одноклеточные организмы. Охарактеризуйте, каким образом одноклеточные ориентируются в окружающей среде.

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).

В природе выра-жается прежде всего в том, что на этом уровне возникла основная дискретная живая единица — организм , характеризующаяся самоподдержанием своей структуры, самовозобновлением, активно реагирующая на внешнее воздейст-вие и способная взаимодействовать с другими организмами.

Именно на организменном уровне впервые в живой материи появились процессы, выражающие сущность жизни:

• поиск укрытий и способы добычи пищи;
• газообмен как процесс дыхания;
• управление физиологическими про-цессами с помощью гуморальной и нервной систем;
• общение между особями своего вида и других видов.

На организменном уровне впервые появляется процесс оплодотворе-ния и индивидуального развития особи как процесс реализации наследствен-ной информации, заключённой в хромосомах и их генах, а также оценка есте-ственным отбором жизнеспособности этой особи.

Организмы являются выразителями наследственных свойств популяций и видов. Именно организмы определяют успех или неудачу популяции в борьбе за ресурсы внешней среды и в борьбе за существование между особями. Поэтому во всех микропопуляционных процессах исторического значения организ-мы являются непосредственными участниками. В организмах накапливаются новые свойства вида. На организмах проявляет своё действие отбор, оставляя более приспособленных и выбраковывая других.

На организменном уровне проявляется двунаправленность жизни каж-дого организма. С одной стороны, это возможность организма (особи), ори-ентированная на выживание и размножение. С другой стороны, это обеспе-чение как можно более длительного существования его популяции и вида, иногда в ущерб жизни самого организма. В этом проявляется важное, эволю-ционное значение организменного уровня в природе.

Необходимо отметить также, что организмы, участвуя в цепях питания для поддержания своих процессов жизнедеятельности (в целях выживания), активно включаются как основные переносчики веществ и энергии в биоло-гический круговорот и трансформацию энергии в биогеоценозах. В этом вы-ражается глобальная роль организмов (автогрофов и гетеротрофов) и в це-лом организменного уровня жизни в структуре и устойчивости

Настрой учащихся на работу.

1. Что изучает биология?

2. Знания, каких естественнонаучных законов является основой научного мировоззрения и необходимо для решения практических задач?

3. По какому принципу происходит подразделение биологии на отдельные науки?

4. Почему оптимальное использование живой природы?

5. Что такое жизнь?

6. Какие уровни организации жизни вам известны?

7.Какие уровни организации жизни уже изучили?

8.Назовите элементарную единицу и структурные элементы организменного уровня?

9.Как классифицируют живые организмы?

10. Какие основные процессы протекают на организменном уровне?

11.Назовите значение и роль организменного уровня в природе.

А. Отличие живого от неживого.

Работа в группах по заданиям:

(Учащиеся отвечают на вопрос, обосновывают свое мнение).

Группа №1:

Можно ли назвать живыми и почему следующие организмы:

а) животных в состоянии анабиоза;

б) человека под наркозом;

в) бактерии в высушенном состоянии;

г) сухие дрожжи?

Группа №2:

Постоянство структурно- функциональной организации биологических систем – гомеостаз - как обязательное условие существования биологических систем.

Группа № 3:

Какое явление, свойственное всем живым системам, лежит в основе приведенных фактов:

1) лягушка не может жить в соленой воде, а в пресной выделяет много мочи;

2) живая сельдь в морской воде «несоленая»;

3) в крови человека, содержащую воду, необходимо вводить физиологический раствор.

Группа №4:

1. Приведите примеры систем живой природы.

2. Назовите примеры систем неживой природы.

Вывод: обменные процессы в живом веществе обеспечивают гомеостаз – постоянство структурно – функциональной организации системы.

Б). Свойства живых организмов:

1. Единство химического состава.
2. Обмен веществ и энергии (метаболизм).

1. 3. Ритмичность.
2. 4.Саморегуляция

1. Самовоспроизведение.
2. Наследственность.
3. Изменчивость.
4. Единый уровень организации живых организмов

1. Рост и развитие.

2. Раздражимость.

3. Дискретность.

4. Приспособляемость

Выберите те признаки живых организмов, о которых в тексте учебника речь не шла.

(дискретность, саморегуляция, ритмичность).

Вывод: живые организмы резко отличаются от неживых систем своей исключительной сложностью и высокой структурной и функциональной упорядоченностью. Эти отличия придают жизни качественно новые свойства.

В). Основные уровни организации живых организмов Живая природа представляет собой сложно организованную иерархическую систему. Ученые на основании особенностей проявления свойств живого выделяют несколько уровней организации живой материи.

Молекулярный клеточный тканевой органный

(молекулы) (клетка) (ткань) (орган)

организменный популяционно- видовой

(организм) (вид, популяция)

Биогеоценотический (экосистемный) биосферный.

(БГЦ, экосистема) (биосфера)

Схема показывает отдельные уровни организации жизни, связь их между собой, вытекание одного из другого и показывает целостность живой природы.

1. группа:

1. Молекулярный.
2. Клеточный.

2. группа:

1. Тканевой

2. Органный.

1. группа:

1. Организменный.

1. Популяционно- видовой.

По ходу объяснения уровней организации живых организмов группами учащиеся класса заполняют предложенную таблицу:

	Уровни организации	Биологическая система	Элементы, образующие систему
	Молекулярный	Органоиды	Атомы и молекулы
	Клеточный	Клетка (организм)	Органоиды
	Тканевой
	Органный
	Организменный	Организм	Системы органов
	Популяционно-видовой	Популяция
	Биогеоценотический (экосистемный)	Биогеоценоз (экосистема)	Популяции
	Биосферный	Биосфера	Биогеоценозы (экосистемы)

Вывод: строение живых систем характеризуется дискретностью, т.е. разделенностью на функциональные единицы. Так, атомы состоят из эле-ментарных частиц, из атомов состоят молекулы, из молекул (крупных и малых) – органоиды, ко-торые образуют клетки, из клеток формируются ткани, а из них – органы и т.д.

Выделение отдельных уровней организации жизни до некоторой степени условно, так как они тесно связаны между собой и вытекают один из другого, что говорит о целостности живой природы.

Какие формы организмов встречаются на Земле?

Какое значение имеет организм в природе?

Ответьте на вопрос с помощью учебника стр. 5-6 и оформите в виде схемы

Значение организма

1. Работа у доски:

Соотнесите рисунки соответственно уровням организации живых организмов

А) Молекулярный

Б) Клеточный

В) Тканевой

Г) Органный

Д) Организменный

Е) Популяционно- видовой

Ж) Биогеоценотический (экосистемный)

З) Биосферный

Решение проблемных вопросов:

1. «Озоновые дыры» и воздействие УФ- лучей на клеточном и молекулярном уровнях жизни.
2. Невозможность лечить человека без знания особенностей строения и функционирования клеток.
3. Для решения, каких глобальных задач человечества необходимы знания биологии?
4. Приведите примеры использования методов биологических наук из ботаники, зоологии, анатомии и физиологии человека.

параграф 1,2 заполнить таблицу.

Творческое задание по группам: Каково значение биологии для понимания всего живого. Какие ощущения вы испытывали при изучении этой темы?

Актуализация знаний Что такое жизнь? Какие уровни организации жизни вам известны? Какие уровни организации жизни уже изучили? Назовите элементарную единицу и структурные элементы организменного уровня? Как классифицируют живые организмы? Какие основные процессы протекают на организменном уровне? Назовите значение и роль организменного уровня в природе.

Жизнь- высшая по сравнению с физической и химической форма существования материи, закономерно возникающая при определённых условиях в процессе её развития. Живые объекты отличаются от неживых обменом веществ непременным условием жизни, способностью к размножению, росту, активной регуляции своего состава и функций, к различным формам движения, раздражимостью, приспособляемостью к среде и т. д.

1. Земной шар 2. Саванна bask.77a/0_60627_c2e1a16f_XLhttp://img-fotki.yandex.ru/get/5507/mr-serg- bask.77a/0_60627_c2e1a16f_XL 3. Семейство кабанов в лесу fotki.yandex.ru/get/6601/ f/0_76b3b_d7ea102e_XLhttp://img- fotki.yandex.ru/get/6601/ f/0_76b3b_d7ea102e_XL 4.Треска dItem&g2_itemId=809&g2_serialNumber=3http:// dItem&g2_itemId=809&g2_serialNumber=3 5. Муравей jpg 6. Дерево 7. Инфузория туфелька 8. Клетки крови 9.Хлорелла jpghttp://ic.pics.livejournal.com/amelito/ /483791/483791_original. jpg 10.нейроны smear.jpghttp://facstaff.bloomu.edu/jhranitz/Courses/APHNT/Lab_Pictures/nerve_ smear.jpg 11. Молекула zwitterion-3D-balls-1.pnghttp://aminoacidsbcaa.com/wp-content/uploads/2012/10/L-Glutamine- zwitterion-3D-balls-1. png 12. ДНК