Уровни организации живых организмов — общее представление
Уровни организации живых организмов — это иерархически соподчиненные биосистемы, состоящие из систем расположенного ниже уровня и являющиеся подсистемой уровня, расположенного выше.
.В биологии традиционно выделяют 8 структурных уровней. В порядке понижения степени усложнения их список выглядит так:
- биосферный;
- биогеоценозный;
- популяционно-видовой;
- организменный;
- органный;
- тканевый;
- клеточный;
- молекулярно-генетический.
Основой для классификации выступает объект изучения. К примеру, для биосферного уровня объектом изучения является биосфера, для биогеоценозного — экосистемы, для популяционно-видового — популяция.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут
Примечание
Изучению каждой из систем посвящены отдельные направления науки: экология, зоология, ботаника, гистология, цитология, генетика, молекулярная биология.
Популяционно-видовой уровень
В природе существует большое разнообразие видов и образующих их популяций. Именно их совокупность классифицируется биологами как популяционно-видовой уровень организации жизни на Земле.
Компонентами в этом случае являются группы родственных особей, объединенных специфическим взаимодействием с окружающей средой и конкретным генофондом. К основным процессам относятся:
- взаимоотношения между популяциями и отдельными особями;
- обусловленная адаптацией микроэволюция;
- образование новых видов;
- увеличение биологического разнообразия.
Изучением видов и популяций, их отличий и особенностей занимаются эволюция и генетика популяций.
1.3. 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 (вирус существует в виде молекулы ДНК или РНК, заключенной в белковую оболочку – форма существования вируса. Однако свойства живой системы вирус проявляет, только попав в клетку другого организма, где он размножается – способ его существования).
| Уровни организации | Биологи-ческая система | Компоненты, образующие систему | Основные процессы |
| 1.Молекулярно-генетический уровень | Молекула | Отдельные биополимеры (ДНК, РНК, белки, липиды, углеводы и др.); | На этом уровне жизни изучаются явления, связанные с изменениями (мутациями) и воспроизведением генетического материала, обменом веществ. |
| 2.Клеточный | Клетка | Комплексы молекул химических соединений и органоиды клетки | Синтез специфических органических веществ; регуляция химических реакций; деление клеток; вовлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в биосистемы |
| 3.Тканевый | Ткань | Клетки и межклеточное вещество | Обмен веществ; раздражимость |
| 4.Органный | Орган | Ткани разных типов | Пищеварение; газообмен; транспорт веществ; движение и др. |
| 5. Организменный | Организм | Системы органов | Обмен веществ; раздражимость; размножение; онтогенез. Нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности. Обеспечение гармоничного соответствия организма его среде обитания |
| 6. Популяционно-видовой | Популяция | Группы родственных особей, объединенных определенным генофондом и специфическим взаимо-действием с окружающей средой | Генетическое своеобразие; взаимодействие между особями и популяциями; накопление элементарных эволюционных преобразований; выработка адаптации к меняющимся условиям среды |
| 7.Биогеоцено-тический | Биогеоценоз | Популяции разных видов; факторы среды; пространство с комплексом условий среды обитания | Биологический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь; подвижное равновесие между живым населением и абиотической средой; обеспечение живого населения условиями обитания и ресурсами |
| 8.Биосферный | Биосфера | Биогеоценозы и антропогенное воздействие | Активное взаимодействие живого и неживого (косного) вещества планеты; биологический глобальный круговорот; активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы |
Часть А
А1. Уровень, на котором изучаются процессы биогенной миграции атомов, называется:
1) биогеоценотический 2) биосферный3) популяционно-видовой
4) молекулярно-генетический
А2. На популяционно-видовом уровне изучают:
1) мутации генов2) взаимосвязи организмов одного вида3) системы органов
4) процессы обмена веществ в организме
А3. Поддержание относительного постоянства химического состава организма называется
1) метаболизм 2) ассимиляция 3) гомеостаз
4) адаптация
А4. Возникновение мутаций связано с таким свойством организма, как
1) наследственность 2) изменчивость 3) раздражимость
4) самовоспроизведение
А5. Какая из перечисленных биологических систем образует наиболее высокий уровень жизни?
1) клетка амебы 2) вирус оспы 3) стадо оленей
4) природный заповедник
А6. Отдергивание руки от горячего предмета – это пример
1) раздражимости 2) способности к адаптациям3) наследования признаков от родителей
4) саморегуляции
А7. Фотосинтез, биосинтез белков – это примеры
1) пластического обмена веществ 2) энергетического обмена веществ3) питания и дыхания
4) гомеостаза
А8. Какой из терминов является синонимом понятия «обмен веществ»?
1) анаболизм 2) катаболизм 3) ассимиляция
4) метаболизм
Часть В
В1. Выберите процессы, изучаемые на молекулярно-генетическом уровне жизни:
1) репликация ДНК 2) наследование болезни Дауна3) ферментативные реакции 4) строение митохондрий5) структура клеточной мембраны
6) кровообращение
В2. Соотнесите характер адаптации организмов с условиями, к которым они вырабатывались
Часть С
С1. Какие приспособления растений обеспечивают им размножение и расселение?
С2. Что общего и в чем заключаются различия между разными уровнями организации жизни?
Одноклеточные и многоклеточные
Все организмы по своей структуре делятся на два типа:
- одноклеточные – состоят из одной клетки;
- многоклеточные – состоят из множества взаимосвязанных клеток.
Одноклеточные организмы ограничены оболочкой, под которой находится цитоплазма с органоидами – функциональными частицами клеток. Одноклеточные организмы схожи по строению и функциям с клетками многоклеточных организмов. Однако могут самостоятельно существовать, выполняя функции целого организма.
Представители одноклеточных организмов:
ТОП-1 статья
которые читают вместе с этой
- растения (эукариоты) – хламидомонада, хлорелла, эвглена зеленая;
- животные (эукариоты) – амёба, инфузории;
- грибы (эукариоты) – дрожжи;
- бактерии (прокариоты) – кишечная палочка, кокки.
Рис. 2. Одноклеточные организмы.
Многоклеточные – более сложно организованные организмы. Наиболее примитивные – губки, самые сложные – млекопитающие.
Рис. 3. Многоклеточные организмы.
В отличие от одноклеточных многоклеточные организмы имеют больше уровней организации. Клетки в многоклеточном организме специализированы и выполняют определенные функции, образуя ткани и органы. Однако вне зависимости от сложности строения все организмы взаимодействуют с окружающей средой и являются частью более сложных уровней организации живой материи (популяций, экосистем, биосферы).
Молекулярно-генетический уровень
Молекулярный уровень считается начальным для всего живого. Именно на нем происходят процессы обмена веществ, передачи энергии и наследственной информации.
Молекулярный уровень живой материи представлен различными молекулами, входящими в состав клетки. В качестве компонентов выступают:
- молекулярные комплексы химических соединений;
- молекулы неорганических, органических соединений.
Здесь происходят такие процессы, как физико-химические реакции, копирование ДНК, объединение молекул в особые комплексы.
Примечание
Изучением молекул и формирующихся из них комплексов занимаются биохимия, биофизика, молекулярная генетика, молекулярная биология.
Организменный уровень
Представлен многоклеточными и одноклеточными организмами растений, грибов, животных, бактерий. Основным структурным компонентом является клетка, базовой единицей — организм.
На организменном уровне протекают следующие процессы:
- раздражимость;
- обмен веществ;
- онтогенез;
- гомеостаз;
- нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности.
За изучение организмов, формулировку понятий и классификацию организмов по основным характеристикам отвечают анатомия, морфология, физиология, генетика, гигиена, аутэкология, биология развития.
Примечание
К организменному уровню относятся простейшие формы жизни — вирусы (к примеру, гриппа или оспы), прионы, вироиды, бактериофаги — мелкие структуры, способные поражать одноклеточные организмы.
Взаимосвязь уровней организации биосистем
Критерием для выделения уровней организации биосистем является степень сложности структуры, то есть расположение взаимосвязанных компонентов. Для характеристики уровней организации жизни применяют еще и такой критерий, как процесс (от лат. prōcēssus — перемещение, движение), что означает определенные закономерные функциональные изменения и явления. Выделять уровень организации целесообразно в том случае, если на нем возникают новые (эмергентные) свойства, при том, что их нет в системах более низкого уровня.
Представление о структурных уровнях организации сложилось в 20-х годах XX в. (Л. фон Берталанфи, Г. Ч. Браун), а в середине 40-х годов XX в. сформировалась теория уровней организации (Р. Джерард, А. Эмерсон) как конкретное выражение упорядоченности живого.
Как вы уже знаете, различают молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, экосистемный (биогеоценотический) и биосферный уровни организации биосистем. При необходимости, которая определяется особенностями изучаемого объекта, можно выделять дополнительные уровни: тканевый, уровень органов, уровень систем органов, биоценотический уровень.
Молекулярный уровень жизни связан с организацией специфических для живых организмов органических соединений, их взаимодействием между собой и с неорганическими веществами. При этом происходят химические реакции и физические процессы преобразования энергии, веществ и информации. На молекулярном уровне организации находятся бесклеточные (вирусы, прионы, вироиды).
Клеточный уровень жизни представлен свободноживущими одноклеточными организмами и клетками многоклеточных организмов. Компонентами структуры клеток является вещества и их комплексы. На клеточном уровне происходят процессы разделения и передачи информации, стероидов и катаболизма.
Организменный уровень жизни определяется клетками у одноклеточных и колониальных организмов; тканями, органами и системами органов — у многоклеточных организмов. Элементарной единицей уровня являются отдельные клеточные организмы с определенными особенностями строения, жизнедеятельности (питание, дыхание, выделение, размножение и т.д.) и поведения.
Популяционно-видовой уровень жизни представлен популяциями и видами, которые являются надорганизменными биологическими системами. Структурными компонентами являются группы родственных особей, объединенные определенным генофондом и специфическим взаимодействием с окружающей средой. На этом уровне формируются микро-эволюционные процессы адаптациогенеза, регуляции численности популяций, видообразования и тому подобное.
Экосистемный (биогеоценотический) уровень жизни представлен разнообразием природных и искусственных экосистем. Компонентами являются живые группировки (биоценозы) и условия среды обитания. На этом уровне осуществляются взаимодействие организмов разных популяций между собой, а также влияние экологических факторов, определяющих их численность, видовой состав и производительность.
Биосферный уровень жизни объединяет все экосистемы Земли. На этом уровне происходят биогенная миграция живого вещества, биологический круговорот веществ и превращения энергии.
Основой взаимосвязи всех уровней организации биосистем является потоки веществ, энергии и информации и принцип структурной иерархии систем, согласно которому любая биосистема является компонентом биосистемы высшего ранга, и, в свою очередь, состоит из подчиненных ей биосистем низшего ранга.
Итак, уровни организации биосистем — это определенный тип взаимодействия структурных и функциональных компонентов биологических систем.
Уровни организации живой природы
Выделяют 8 уровней.
Каждый уровень организации характеризуется определенным строением (химическим, клеточным или организменным) и соответствующими свойствами.
Каждый следующий уровень обязательно содержит в себе все предыдущие.
Давайте разберем каждый уровень подробно.
8 уровней организации живой природы
Молекулярный уровень затрагивает все биохимические процессы, которые происходят внутри любого живого организма — от одно- до многоклеточных.
Этот уровень сложно назвать «живым» . Это скорее «биохимический» уровень — поэтому он является основой для всех остальных уровней организации живой природы.
Поэтому именно он лег в основу классификации Живой природы на царства — какое питательное вещество является основным у организма:у животных — белок, у грибов — хитин, у растений это- углеводы.
Науки, которые изучают живые организмы именно на этом уровене:
Включает в себя предыдущий — молекулярный уровень организации.
На этом уровне уже появляется термин «клетка» как «мельчайшая неделимая биологическая система»
- Обмен веществ и энергии данной клетки (разный в зависимости от того, к какому царству принадлежит организм);
- Органойды клетки;
- Жизненные циклы — зарождение, рост и развитие и деление клеток
Науки, изучающие клеточный уровень организации:
Генетика и эмбриология изучают этот уровень, но это не основной объект изучения.
Включает в себя 2 предыдущих уровня — молекулярный и клеточный.
Наука — Гистология
- У одноклеточных органы — это органеллы — есть общие органеллы — характерные для всех эукариотических или прокариотических клеток, есть отличающиеся.
- У многоклеточных организмов клетки общего строения и функций объединены в ткани, а те, соответственно, в органы, которые, в свою очередь, объединены в системы и должны слаженно взаимодействовать между собой.
Тканевый и органный уровни организации — изучают науки:
Включает в себя все предыдущие уровни: молекулярный, клеточный, тканевый уровни и органный.
На этом уровне идет деление Живой природы на царства — животных, растений и грибов.
Характеристики этого уровня:
- Обмен веществ (как на уровне организма, так и на клеточном уровне тоже )
- Строение (морфология) организма
- Питание (обмен веществ и энергии)
- Гомеостаз
- Размножение
- Взаимодействие между организмами (конкуренция, симбиоз и т.д.)
- Взаимодействие с окружающей средой
Науки:
 
Включает молекулярный, клеточный, тканевый уровни, органный и организменный.
Основные процессы на этом уровне:
- Взаимодействие организмов между собой (конкуренция или размножение)
- микроэволюция (изменение организма под действием внешних условий)
Науки, изучающие этот уровень:
На этом уровне уже учитывается почти все:
- Пищевое взаимодействие организмов между собой — пищевые цепи и сети
- Меж- и внутривидовое взаимодействие организмов — конкуренция и размножение
- Влияние окружающей среды на организмы и, соответственно, влияние организмов на среду их обитания
Наука, изучающая этот уровень — Экология
Ну и последний уровень — высший!
8. Биосферный уровень организации живой природы
Он включает в себя:
- Взаимодействие как живых, так и неживых компонентов природы
- Биогеоценозы
- Влияние человека — «антропогенные факторы»
- Круговорот веществ в природе
| И все эти разделы изучает Экология! |
Уровни
Первый уровень в структурной организации живой материи молекулярный. Молекулы – мельчайшей частицы вещества, состоящей из атомов. Молекулы не являются живыми системами в отличии от клетки. К наукам, изучающим живое на молекулярном уровне, относятся биохимия и молекулярная биология. В живых телах молекулы образуют клетки, из которых в многоклеточных организмах строятся ткани и органы. Организмы, взаимодействуя между собой, образуют более сложные надорганизменные уровни. Наивысшим уровнем организации живой материи на Земле является биосфера. Подробное описание уровней организации живой природы представлено в таблице.
|
Уровень |
Элементы системы |
Процессы |
|
Молекулярный (молекулярно-генетический) |
Атомы и ионы, молекулы органических и неорганических соединений, биополимеры – ДНК, РНК, белки, полисахариды. |
Обмен веществ и превращение энергии, передача генетической информации. |
|
Клеточный |
Органоиды (органеллы) клетки, комплексы химических соединений. |
Синтез и распад органических соединений, транспорт химических веществ, рост и размножение, раздражимость. |
|
Тканевый |
Специфичные клетки, межклеточное вещество. |
Специализация клеток и выполнение ими соответствующих функций. |
|
Органный |
Разнотипные ткани, образующие органы. |
Работа органов в зависимости от назначения: движение, газообмен, возбудимость, пищеварение и т.д. |
|
Организменный (онтогенетический) |
Системы органов, образующие многоклеточный организм – отдельную функциональную структуру животного или растительного происхождения. У одноклеточных организмов уровень совпадает с клеточным. |
Наследственность, изменчивость, саморегуляция, рост и развитие, размножение. |
|
Популяционно-видовой |
Группы особей одного вида, объединённые в популяции. Несут единый генофонд, выделяются одинаковыми морфологическими и поведенческими признаками, занимают определённый ареал. |
На уровне популяций начинаются эволюционные процессы: естественный отбор, борьба за существование (взаимодействие особей между собой и с окружающей средой), адаптация к изменяющимся условиями др. |
|
Биогеоценотический (экосистемный) |
Популяции разных видов, факторы среды |
Круговорот веществ и поток энергии |
|
Биосферный |
Биогеоценозы, деятельность человека (ноосфера) |
Биогенная миграция атомов, воздействие человека на биосферу. |
Рис. 1. Уровни организации.
Каждый уровень организации имеет свои закономерности. Для изучения отдельного уровня выделены специализированные направления биологии. Например, начальный уровень изучают молекулярная биология и биохимия, клетку исследует цитология, ткани – гистология, популяции и их взаимодействие с окружающей средой – экология.
Свойства организмов
Всех представителей биосферы (одноклеточных и многоклеточных) объединяют свойства живых организмов:
- размножение;
- обмен веществ;
- зависимость от энергии;
- рост;
- развитие;
- раздражимость;
- наследственность;
- изменчивость.
Кроме того, живые организмы имеют единый химический состав. Основные элементы живой материи – азот, кислород, углерод, водород. Из них формируются белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.
Что мы узнали?
Из урока 9 класса биологии узнали об основных уровнях живой природы. Тема включала краткое описание иерархии живой природы, особенностей многоклеточных и одноклеточных организмов, а также отличительные свойства живых организмов.
-
/10
Вопрос 1 из 10
Структурные уровни организации жизни в биологии
Биология изучает живые организмы и явления связанные с их существованием. Однако, чтобы понять принципы функционирования и развития живых систем, необходимо понимание о том, как они организованы.
Организация жизни представлена на нескольких уровнях. Каждый уровень представляет собой сложную структуру, включающую в себя следующие уровни:
- Молекулярный уровень: на этом уровне изучаются молекулы, такие как ДНК, РНК и белки, которые являются строительными блоками всех жизненных процессов.
- Клеточный уровень: на этом уровне изучаются клетки — основные функциональные единицы живых организмов. Клетки выполняют множество функций и образуют различные ткани и органы.
- Организменный уровень: на этом уровне изучаются организмы — живые существа, состоящие из одной или нескольких клеток. Они обладают различными органами и системами, выполняющими специфические функции.
- Популяционный уровень: на этом уровне изучаются популяции — группы организмов одного вида, населяющие определенную территорию и взаимодействующие друг с другом. Популяции могут изменяться во времени и пространстве.
- Сообщественный уровень: на этом уровне изучаются сообщества — группы различных популяций, которые сосуществуют и взаимодействуют друг с другом в определенной экосистеме. Сообщества включают в себя растения, животных и микроорганизмы, а также их взаимодействия.
- Экосистемный уровень: на этом уровне изучается взаимодействие всех организмов вместе с их неживой средой. Экосистемы включают в себя различные биотические и абиотические факторы, такие как климат, почва и вода.
- Биосферный уровень: на этом уровне изучается весь живой мир нашей планеты, включая все экосистемы и их взаимосвязь. Биосфера представляет собой уникальную и сложную систему, где каждый уровень организации жизни взаимодействует и зависит от другого.
Понимание структурных уровней организации жизни в биологии помогает ученым лучше разбираться в принципах функционирования живых существ и их взаимодействии с окружающей средой.
Теория
Под уровнем организации живой материи понимают то функциональное место, которое данная биологическая структура занимает в общей системе организации мира.
Молекулярно-генетический (молекулярный) уровень
Биологическая система
Биологические макромолекулы (нуклеиновые кислоты, белки, углеводы) и другие вещества (липиды, АТФ и т.п.)
Элементарные процессы
Распад и синтез макромолекул в клетке, самосборка и матричное копирование макромолекул, генные мутации и т.д.
Характеристика
На этом уровне элементарной структурной единицей является ген (участок ДНК), а ДНК — носитель наследственной информации у всех живых организмов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ превращение энергии, передача наследственной информации.
Субклеточный уровень
Биологическая система
Органоиды
Элементарные процессы
Деление полуавтономных органоидов (митохондрии, пластиды), сборка органоидов и т.д.
Характеристика
На уровне субклеточных (надмолекулярных) структур изучают строение и функции органоидов (хромосом, митохондрий, рибосом и др.), а также включений клетки.
Клеточный уровень
Биологическая система
Клетка
Элементарные процессы
Жизненный цикл клетки. Митоз. Мейоз. Амитоз. Метаболизм и т.д.
Характеристика
Клетка — основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система, единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Минимальная единица, которой присущи все свойства живого.
Тканевый уровень
Биологическая система
Ткань
Элементарные процессы
Регенерация ткани, дифференциация, специализация. и т.д.
Характеристика
Ткань – совокупность сходных по строению клеток и межклеточного вещества, объединенных выполнением общей функции. Этот уровень присутствует только у многоклеточных организмов
Органный уровень
Биологическая система
Орган
Элементарные процессы
Процессы, связанные с функциями органов: пищеварение, газообмен и т.д.
Характеристика
Орган – структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей.
Организменный уровень
Биологическая система
Особь
Элементарные процессы
Процессы онтогенеза (индивидуальное развитие), включающие процессы эмбрионального и постэмбрионального развития, обмен веществ, размножение и т.д.
Характеристика
Организм — целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных на выполнении различных функций.
Популяционно-видовой уровень
Биологическая система
Популяция и вид
Элементарные процессы
Процессы, приводящие к видообразованию: дрейф генов, популяционные волны, дивергенция и т.д.
Характеристика
Популяция – это совокупность организмов одного и того же вида, достаточно долго проживающих на определенной территории и полностью или частично изолированные от других популяций. Вид – совокупность схожих особей, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающие плодовитое потомство.
Биоценотический (экосистемный, биогеоценотический) уровень
Биологическая система
Биоценоз
Элементарные процессы
Круговорот веществ и энергии, межвидовые взаимодействия, передача энергии по цепям питания, сукцессии и т.д.
Характеристика
Экосистема — биологическая система (биогеоценоз), состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними
Биосферный уровень
Биологическая система
Биосфера
Элементарные процессы
Глобальный круговорот веществ и превращение энергии и т.д.
Характеристика
Биосфера – оболочка Земли, заселенная живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности совокупность всех биогеоценозов, включает все явления жизни на Земле. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.