Уровни организации живой природы - Учебник БИОЛОГИЯ 10—11 классы

Постановка проблемы урока

Молекулярный биолог:Мы занимаемся расшифровкой структуры белков в клетках опухоли лабораторных мышей...

Цитолог:Мы изучаем воздействие радиации на стволовые клетки домовой мыши...

Физиолог:Мы выявили особые функциональные возможности лёгких у эндемичного рода мышиных...

Популяционный эколог:В основе динамики численности мышевидных грызунов лежат популяционные циклы...

Системный эколог:Используя меченый азот, мы установили, что трофический уровень мышевидных более высок в лесных экосистемах...

• Найдите сходство и различие предмета исследования этих специалистов. Определите тему урока, объясняющую различие их взглядов на общий объект исследования. Сравните с вариантом авторов на с. 396.

Необходимые базовые знания

• Какие уровни организации выделяют биологи? (9 класс)

Решение проблемы

Размеры биологических систем

• По тексту и рисунку определите размеры биологических объектов. Почему однородные объекты различаются не более чем на три порядка? Какие физические законы для одних размеров важнее, чем для других?

Всё разнообразие и сложность природных объектов невозможно охватить взглядом. Размеры самого крупного из них (биосфера, около 1,5 • 10⁷м) и самого малого (вирион, около 1,5 • 10^-8м) различаются в 10¹⁵раз. Естественно, что их существование определяется различными физическими законами. На организм влияет всё — от космических лучей, гравитации и параметров вращения планеты до полярности молекул, и прочности химических связей между отдельными их частями (рис. 4.1).

Закономерности зависят от масштаба

• Что такое уровень организации? Какие уровни существуют?

4.1. Размеры природных объектов и способы их изучения

Наиболее тесные взаимосвязи и зависимости наблюдаются между объектами одного и того же или ближайших размерных классов. Закономерности взаимодействия между ними также распространяются в пределах определённого масштаба. В связи с этим биологические объекты подразделяют на несколько уровней организации.

Уровень организации— это размерный класс объектов, взаимодействия между которыми подчиняются общим закономерностям, зависящим от масштаба.

• По таблице определите, какие биологические процессы идут на каждом уровне организации и как они влияют друг на друга.

Уровни организации живой природы

Иерархическая организация биологических систем

• Как связаны друг с другом различные уровни организации?

Крупные объекты включают в себя более мелкие элементы и являются выражением их общих свойств, возникших в результате их взаимодействия. Вместе с тем свойства элементов также зависят от того, к какой общности они принадлежат. В этом проявляется иерархическаяорганизация— соподчинённость живых систем, их “вложенность” друг в друга.

Биосфера как населённая жизнью оболочка Земли охватывает всё множество биогеоценозов. Биогеоценоз, в свою очередь, складывается из местных популяций разных, экологически дополняющих друг друга видов. Популяция состоит из отдельных особей, сменяющих друг друга в ряду поколений. Элементарной системой, обладающей всеми основными свойствами живого, является клетка, которая может быть, как отдельным организмом, так и частью многоклеточного организма. Но жизнь клетки основана на взаимодействии макромолекул — обязательных элементов проявления жизни на самом дробном уровне организации.

Таким образом, природные объекты и взаимосвязи между ними весьма различны по размеру и области действия. Для их изучения требуются специальные подходы и методы, разработкой которых занимаются различные разделы биологической науки. Вместе с тем свойства каждого объекта зависят от свойств его элементов и от принадлежности к системам более высокого уровня.

Обобщение новых знаний

Живые системы принадлежат различным, иерархически соподчинённым уровням организации. Взаимодействия в пределах каждого уровня подчиняются общим закономерностям, зависящим от масштаба. Каждый организм, с одной стороны, состоит из множества элементов, с другой - является частью более крупных биологических систем. Поэтому он оказывается вовлечённым во множество биологических процессов одновременно и находится под их влиянием.

Уровни организации: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный

Применение знаний

1. На каких уровнях организации биологи изучают явление жизни?

2. Как связаны друг с другом уровни организации?

3. Используя содержание учебника (с. 26), определите, к какому уровню организации относятся рассматриваемые закономерности.

4. Какие методы изучения применимы на различных уровнях? Какие отрасли биологии этим занимаются?

5. К какому уровню организации можно отнести корову, в желудке которой обитают микроорганизмы, переваривающие растительную пищу?