Что такое структурная организация в биологии

Уровни организации жизни

Уровни организации живой материи — иерархически соподчиненные уровни организации биосистем, отражающие уровни их усложнения. Чаще всего выделяют шесть основных структурных уровней жизни: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный. В типичном случае каждый из этих уровней является системой из подсистем нижележащего уровня и подсистемой системы более высокого уровня.

Содержание

Молекулярный уровень организации жизни

Представлен разнообразными молекулами, находящимися в живой клетке.

Клеточный уровень организации жизни

Представлен свободно живущими одноклеточными организмами и клетками, входящими в многоклеточные организмы.

Тканевый уровень организации жизни

Тканевой уровень представлен тканями, объединяющими клетки определенного строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная, а также кровь и лимфа). У растений различают меристематическую, защитную, основную и проводящую ткани. На этом уровне происходит специализация клеток.

Органный уровень организации жизни

Органный уровень. Представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счет различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счет разного количества тканей. Для позвоночных характерна цефализация, защищающаяся в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.

Организменный (онтогенетический) уровень организации жизни

Представлен одноклеточными и многоклеточными организмами растений, животных, грибов и бактерий.

Популяционно-видовой уровень организации жизни

Представлен в природе огромным разнообразием видов и их популяций.

Биогеоценотический уровень организации жизни

Представлен разнообразием естественных и культурных биогеоценозов во всех средах жизни.

Биосферный уровень организации жизни

Представлен высшей, глобальной формой организации биосистем — биосферой.

Источник

Биология

Уровни организации живых систем

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
1. Молекулярный уровень организации живой природы

Химический состав клеток: органические и неорганические вещества,

Молекулярный уровень затрагивает все биохимические процессы, которые происходят внутри любого живого организма — от одно- до многоклеточных.

На этом уровне жизни изучаются явления, связанные с изменениями (мутациями) и воспроизведением генетического материала, обменом веществ.

Науки, которые изучают живые организмы именно на этом уровне:

Молекулярная биология, молекулярная генетика

2. Клеточный уровень организации живой природы

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);

Синтез специфических органических веществ; регуляция химических реакций; деление клеток; вовлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в биосистемы

Науки, изучающие клеточный уровень организации: цитология, генетика, эмбириология

Генетика и эмбриология изучают этот уровень, но это не основной объект изучения.

3. Тканевый уровень организации:

Включает в себя 2 предыдущих уровня — молекулярный и клеточный.

Обмен веществ; раздражимость

Этот уровень можно назвать «многоклеточным» — ведь ткань представляет собой совокупность клеток со сходным строением и выполняющих одинаковые функции.

4. Органный (ударение на первый слог) уровень организации жизни

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.

Пищеварение; газообмен; транспорт веществ; движение и др.

Тканевый и органный уровни организации — изучают науки: ботаника,

зоология, анатомия, физиология, медицина

5. Организменный уровень

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 )

Обмен веществ; раздражимость; размножение; онтогенез. Нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности. Обеспечение гармоничного соответствия организма его среде обитания

Науки: анатомия, генетика, морфология, физиология

6. Популяционно-видовой уровень организации жизни

Включает молекулярный, клеточный, тканевый уровни, органный и организменный.

Если несколько организмов схожи морфологически (проще говоря, одинаково устроены), и имеют одинаковый генотип, то они образуют один вид или популяцию.

Генетическое своеобразие; взаимодействие между особями и популяциями; накопление элементарных эволюционных преобразований; выработка адаптации к меняющимся условиям среды

Основные процессы на этом уровне:
Взаимодействие организмов между собой (конкуренция или размножение)

Науки, изучающие этот уровень: популяционная генетика, эволюционистика, экология

7. Биогеоценотический уровень организации жизни

На этом уровне уже учитывается почти все:

Пищевое взаимодействие организмов между собой — пищевые цепи и сети

Биологический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь; подвижное равновесие между живым населением и абиотической средой; обеспечение живого населения условиями обитания и ресурсами

Наука, изучающая этот уровень — Экология

8. Биосферный уровень организации живой природы

Активное взаимодействие живого и неживого (косного) вещества планеты; биологический глобальный круговорот; активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы

Он включает в себя:
Взаимодействие как живых, так и неживых компонентов природы

Источник

Свойства и структурная организация живых организмов

Свойства живых организмов

Организм — это особь, живое существо, представляющее собой целостную систему, обладающую всей совокупностью признаков живого. Каждый организм происходит от одного зачатка (семени, споры, зиготы и т.д.) и характеризуется рядом свойств и признаков, общих для всех живых организмов.

♦ Основные свойства организмов:
■ высокоупорядоченное клеточное строение;
■ непрерывный обмен веществом с окружающей средой;
■энергозависимость (живые организмы получают энергию от окружающей среды, преобразуют и используют ее, а затем возвращают обратно в среду в виде тепла);
■ метаболизм;
■раздражимость;
■ саморегуляция;
■ рост (в течение всего жизненного периода или его части);
■ развитие (качественные изменения организма: дифференци-ровка клеток, образование тканей и органов, старение и т.д.);
■ наследственность, реализуемая с помощью носителей генетической информации — молекул ДНК и РНК;
■ самовоспроизведение и связанное с ним размножение;
■ адаптация;
■ изменчивость;
■ накопление (в виде опыта), закрепление и использование в дальнейшем определенного способа реагирования на сходные раздражители.

Генеративные функции организма — функции, осуществляющие его самовоспроизведение.

Структурная организация живых организмов

❖ Основные формы структурной организации современных организмов:
■ в виде одноклеточного организма (примеры, бактерии, протесты);
■ сифоновая организация: организм представляет собой гигантскую многоядерную клетку, расчлененную на листовидную и корневидную части (примеры, сифоновые водоросли и некоторые грибы);
■ сифонокладная организация: организм в виде гигантской многоядерной клетки разделен поперечными перегородками на многоядерные участки (примеры’, водоросль кладофора);
■ колониальная форма: колония — это объединение клеток, возникших путем клеточного деления, при этом соседние клетки соединены между собой цитоплазматическими мостиками, вследствие чего они (клетки) могут координировать свои реакции (пример-, вольвокс); в колонии возможно разделение функций между клетками;
■ многоклеточная форма; тело таких организмов состоит из огромного количества клеток, дифференцированных по строению и выполняемым функциям (у большинства организмов) или имеющих талломную организацию (см. ниже).

Ткань — совокупность (группа) сходных по строению и происхождению клеток, а также межклеточного вещества, объединенных и приспособленных для выполнения одинаковых функций.

Таллом, или слоевище, — вегетативное тело, не дифференцированное на органы и не имеющее настоящих тканей.

Организм с истинными тканями — многоклеточный организм, тело которого дифференцировано на органы, образованные различными видами тканей (примеры: высшие растения, большинство животных, человек).

Орган — часть многоклеточного организма, имеющая определенное строение и выполняющая определенные функции.

У животных и человека многие органы объединены в системы органов: дыхательную, пищеварительную, кровеносную, выделительную, опорно-двигательную и половую. Координация работы всех систем органов осуществляется нервной и эндокринной системами.

Органы чувств — органы, обладающие системой чувствительных нервных образований, воспринимающих и анализирующих различные раздражения, действующие на организм со стороны окружающей среды (у животных и человека — органы зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания и др.).

Симметрия — тип строения организма (или органа), при котором через тело (или орган) можно провести хотя бы одну воображаемую плоскость, делящую его на две зеркально одинаковые половины (называемые антимерами).

❖ Типы симметрии организмов:
■ радиальная, или лучевая, симметрия характерна для растений и животных, ведущих прикрепленный образ жизни (примеры. гидра, коралловые полипы);
■ двусторонняя симметрия вместе с вытянутостью тела в направлении движения характерна для животных, ведущих подвижный образ жизни.

Причины различий в строении и жизнедеятельности организмов разных царств

❖ Основные причины различия в строении и жизнедеятельности организмов разных царств:
■ нахождение на разных ступенях эволюции;
■ разные среды обитания и внешние условия;
■ разный образ жизни (прикрепленный или подвижный);
■ разные способы дыхания;
■ разные типы питания;
■ разная пища;
■ разные способы размножения и т.д.

Пример: высшие растения ведут прикрепленный образ жизни, имеют аэробное дыхание, автотрофный тип питания, в жизненном цикле происходит чередование бесполого и полового размножения; млекопитающие ведут подвижный образ жизни, имеют аэробное дыхание, гетеротрофный тип питания, размножаются половым путем.

Источник

§ 0—1. Формы структурной организации живых организмов

Оглавление

Преамбула

Во введении вы познакомились с уровнями организации жизни на планете Земля. Одним из них является организменный уровень, который в свою очередь представлен организмами с разными формами структурной организации. Для организмов, существующих в настоящее время, можно выделить четыре основные формы структурной организации: одноклеточная, сифоновая, колониальная и многоклеточная. Охарактеризуем их более подробно.

Одноклеточная форма организации

Из ныне живущих организмов к одноклеточным относятся бактерии и одноклеточные протисты, с которыми вы познакомились в курсе биологии 7-го класса. Вспомним их строение. Бактерии относятся к прокариотам, так как не имеют структурированного ядра. Их наследственная информация хранится в единственной хромосоме, а процессы жизнедеятельности осуществляются с помощью неспециализированных мембранных структур. Одноклеточные протисты относятся к эукариотам. Они содержат ядро, число хромосом в котором зависит от видовой принадлежности организма. Процессы жизнедеятельности у одноклеточных протистов осуществляются с помощью специализированных органоидов. Более подробно строение клеток прокариот и эукариот вы изучите в курсе биологии 11-го класса.

Деление клетки у одноклеточных организмов является моментом прекращения их жизненного цикла и началом жизненного цикла дочерних организмов. Этим одноклеточные организмы отличаются от многоклеточных, у которых клетки могут многократно делиться в течение жизненного цикла организмов.

Сифоновая форма организации

Сифоновая форма организации — это особая форма одноклеточных организмов, тело которых состоит из одной многоядерной клетки, достигающей иногда гигантских размеров (например, до 1 м у водоросли каулерпы) и разделенной на две части, подобные стеблю с листьями и корню. Такие организмы содержат дисковидные хлоропласты и обладают значительным морфологическим и физиологическим совершенством по сравнению с одноклеточными организмами. Они обитают в основном в тропических морях до глубины 70 м, но встречаются и в морях умеренной зоны (каулерпа, кодиум), а также в пресных водоемах (ботридиум, вошерия). В тропических странах сифоновые водоросли используют в пищу.

Колониальная форма организации

На заре эволюции органического мира при делении отдельных клеток дочерние клетки иногда не расходились, и образовывалась колониальная форма структурной организации. Она явилась переходной формой от одноклеточных организмов к многоклеточным. В настоящее время яркими представителями этой формы организации являются колониальные жгутиковые (гониум, пандорина, вольвокс).

Организмы способны образовывать различные типы колоний. Например, гониум представляет простое объединение делящихся клеток, пандорина — группу клеток, но в единой «оболочке». У вольвокса клетки в колонии различаются по функциям: вегетативные клетки отвечают за процессы жизнедеятельности и бесполое размножение, а генеративные — за половое размножение.

Многоклеточная форма организации

У остальных организмов (растения, животные) клетки образуют ткани, ткани формируют органы. Органы животных объединены в системы, отвечающие за определенные процессы жизнедеятельности. Согласованность работы органов в системах и систем органов в организме осуществляется с помощью нервной и гуморальной регуляции.

Повторим главное. У существующих в настоящее время организмов можно выделить четыре основные формы структурной организации: одноклеточная, сифоновая, колониальная и многоклеточная. Одноклеточными организмами являются бактерии и протисты, которые относятся к разным надцарствам: бактерии — к прокариотам, а протисты — к эукариотам. У организмов с сифоновой формой организации тело представлено гигантской многоядерной клеткой, имеющей подобие листостебельной и корневой частей. Переходной формой от одноклеточных организмов к многоклеточным является колониальная форма организации. У многоклеточных организмов некоторые представители имеют тело, не дифференцированное на ткани и органы — таллом (грибы, водоросли, лишайники, печеночные мхи, кишечнополостные). У растений и животных тело разделено на ткани и органы.

Проверим знания

1. Организмы каких двух царств имеют клеточную форму организации? Чем различается их строение?
2. Как называется структурная организация, когда организм внешне похож на многоклеточный, но состоит из одной клетки? Приведите примеры представителей.
3. В колониях у колониальных организмов количество клеток чаще всего бывает равно: 4, 8, 16, 32, 64. Как вы думаете, почему появился именно этот ряд чисел?
4. Почему водоросль ульву не относят к колониальным организмам? Ответ аргументируйте.

1. Как вы считаете, в чем заключается нео б ход имость существования разных форм структурной организации живой материи?
2. Бактерии, также как и протисты, имеют самый низкий уровень структурной организации — одноклеточный, но в отличие от них встречаются повсеместно. Чем обусловлено столь широкое их распространение в природе?
3. Среди протистов хлорелла отличается высокой скоростью размножения. Рассчитайте, какова будет биомасса хлореллы в водоеме через 5 сут, если известно, что за счет размножения масса хлореллы увеличивается за сутки в 4 раза, причем ежесуточно зоопланктон потребляет примерно 15 % биомассы хлореллы, а исходная масса хлореллы в водоеме — 20 кг.
4. Предположите, как бы выглядела наша планета, если бы в процессе эволюции не возникли многоклеточные водоросли.

Источник

Урок Бесплатно Уровни организации живых систем

Введение

Также ученые стремятся рассмотреть отдельные составляющие организма, проследить взаимодействие этих составляющих друг на друга и их влияние на отдельный субъект. Изучая внутренние органы животных, исследователи пытаются понять, как один орган влияет на другой (например, как головной мозг регулирует деятельность остальных органов).

То есть биология пытается развить представление о целостности живой природы на основе анализа и синтеза, поэтому учеными были выделены уровни организации живых организмов для понимания устройства и взаимодействия всего живого и неживого.

Существование жизни на всех уровнях подготавливается и определяется структурой низшего уровня, то есть характер клеточного уровня организации определяется молекулярным, характер организменного- клеточным уровнем.

Например, сердце формируется благодаря особому строению и функциям мышечных клеток, которое было определено их молекулярным строением.

Деление живого на уровни весьма условно, оно просто отражает системный подход в изучении природы.

Каждый отдельный уровень изучает соответствующий отдел науки о живом: молекулярной биологии, цитологии, генетики, анатомии, физиологии, экологии и других наук.

Выделяют три большие группы уровней организации:

Суборганизменный уровень включает, в свою очередь, пять уровней: атомарный, молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый, органный.

Организменный (или онтогенетический) уровень- это сам организм.

Надорганизменный уровень включает в себя три подуровня: популяционно- видовой, биогеоценотический, биосферный.

Мы с вами изучим основные уровни организации живых систем:

Суборганизменные уровни организации

1. Молекулярный уровень организации жизни

Молекулярный уровень можно назвать первым и наименьшим, но именно он является определяющим в строении и функции последующих уровней организации, то есть это как бы основа всех дальнейших уровней.

Формируют этот уровень молекулы белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, которые сами по себе вне клеточных структур не являются живыми, но именно они создают надмолекулярные клеточные структуры, в которых проявляются отдельные, но очень важные признаки жизни.

Благодаря изучению молекулярного уровня можно понять, как протекали процессы зарождения и эволюции жизни на нашей планете, каковы молекулярные основы наследственности, основы последовательных биохимических реакций в организме.

Компоненты молекулярного уровня: молекулы неорганических и органических соединений, молекулярные комплексы химических соединений (клеточная мембрана или мембраны ядра).

Основные процессы молекулярного уровня:

Науки, ведущие исследования на этом уровне:

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Атомный (элементарный) уровень: на нем рассматривается роль отдельных химических элементов в живом организме (Fe, F, I, Se, Na).

Субклеточный уровень образован органеллами клетки (митохондриями, хлоропластами, рибосомами, лизосомами), ядром, хромосомами и другими субклеточными структурами.

На уровне субклеточных (надмолекулярных) структур ученые изучают строение и функции органелл, а также других включений клетки

2. Клеточный уровень организации жизни

Единицей этого уровня является клетка (клетки бактерий, цианобактерий, одноклеточных животных и водорослей, одноклеточных грибов (мукор, дрожжи), клеток многоклеточных организмов)).

Клетка- это структурная и функциональная единица всего живого.

Более подробную информацию о клетке вы можете узнать из урока «Клетка- основа жизни».

Именно на этом уровне прослеживаются все признаки живого (размножение, рост, обмен веществ, раздражение и другие признаки).

Клетка также является минимальной единицей живого, способной к самостоятельному существованию либо в виде одноклеточных организмов, либо в тканях многоклеточного организма.

Если говорить об организмах одноклеточных, то к таковым мы можем отнести бактерии и простейшие (амеб, эвглен, инфузорий), среди грибов к одноклеточным относятся дрожжи и мукор.

Если рассматривать многоклеточных организмов, то количество клеток в их организме может быть очень велико, и эти клетки могут сильно отличаться по строению, хоть и находятся в одном организме. Например, посмотрим на нервную и мышечную клетки человека:

Вне клетки жизни нет. Такие организмы, как вирусы, подтверждают это правило, потому что они могут проявлять признаки живого и реализовывать свою наследственную информацию только тогда, когда попали в живую клетку.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Стволовыми клетками называются незрелые клетки особого типа, способные развиваться во все виды клеток, составляющих различные ткани организма.

Стволовые клетки в организме находятся как бы в спящем состоянии, у них замедлен обмен веществ.

Они являются резервом организма в случае возникновения различных стрессовых ситуаций (травмы, ранения, болезни).

После «активации» они служат «материалом» для восстановления (регенерации) пораженных органов или тканей.

Также стволовые клетки необходимы для непрерывно происходящей в организме физиологической регенерации (замена старых клеток на новые).

Ученые полагают, что из стволовых клеток в отдаленной перспективе можно будет выращивать практически любую ткань, что может помочь лечению многих заболеваний.

Компоненты клеточного уровня: комплексы молекул химических соединений и органеллы клетки.

Основные процессы клеточного уровня:

Науки, ведущие исследования на клеточном уровне:

3. Тканевый уровень организации жизни

Единицей этого уровня является ткань.

Ткань— это совокупность клеток и межклеточного вещества, объединенных общностью происхождения, строения и выполняемых функций.

Ткани возникли в ходе эволюционного развития вместе с многоклеточностью организмов.

В ходе онтогенеза ткани образуются на ранних стадиях эмбрионального развития благодаря дифференциации клеток.

Дифференциация клеток- процесс, в результате которого клетка становится специализированной, то есть приобретает химические, морфологические и функциональные особенности, свойственные только для нее.

У животных различают несколько типов тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная.

У растений выделяют следующие виды тканей: образовательная, основная (фотосинтезирующая), проводящая (флоэма, ксилема), покровная, механическая.

На этом уровне происходит специализация клеток.

Более подробно вы можете узнать о тканях из наших уроков: «Ткани растений» и «Ткани животных».

Компоненты тканевого уровня: клетки и межклеточная жидкость.

Основные процессы тканевого уровня: процессы, характерные для того или иного вида тканей (гомеостаз, регенерация).

Наука, ведущая исследования на тканевом уровне:

4. Органный уровень организации жизни

Составляют этот уровень органы многоклеточных организмов.

Орган- это обособленная часть организма, имеющая определенную форму, строение, расположение и выполняющая конкретную функцию.

Орган чаще всего образован несколькими видами тканей, среди которых одна (две) преобладает.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

У простейших организмов, конечно же, нет тканей и органов, так как они состоят всего из одной клетки, но функции пищеварения, дыхания, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счет различных органелл в их клетках.

Организменный уровень организации жизни

Все живое на Земле существует в виде обособленных субъектов- особей, которые формируют организменный уровень.

При изучении одноклеточных организмов ученые отмечают то, что особью является каждая отдельная клетка, например, бактерия, простейшие (амеба, инфузория, эвглена), то есть это организмы, которые одновременно могут представлены и клеточным и организменным уровнем организации.

Компоненты органного уровня: клетки одноклеточных; клетки и ткани, из которых образованы органы многоклеточных организмов.

Основные процессы органного уровня:

Науки, ведущие исследования на органном уровне:

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Биометрия- система распознавания людей по одной или более физическим или поведенческим чертам (трёхмерная фотография лица или тела, образец голоса, отпечатки пальцев, рисунок вен руки, группа крови, специальное фото роговицы глаза и так далее).

К примеру, в Китае активно используется технология распознавания лиц в различных областях, начиная от оплаты покупок до общественной безопасности.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Источник