Живая природа является целостной, но неоднородной системой, которой свойственна иерархическая организация. Под системой в науке понимается единство (или целостность), составленное из множества элементов, которые находятся в закономерных отношениях и связях друг с другом. Биологическими системами являются, например, клетка, организм, популяции, биогеоценоз, биосфера и др. Иерархической называется система, в которой части или элементы, расположены в порядке от низшего к высшему.

Так в живой природе биосфера слагается из биогеоценозов, представленных популяциями организмов разных видов, а организмы состоят из органов, имеющих клеточное строение.

Иерархический принцип организации позволяет выделить в живой природе отдельные уровни, что удобно с точки зрения изучения жизни как сложного природного явления. В биологической науке широко используют классификацию уровней в соответствии с важнейшими частями, структурами и компонентами организма, являющимися для исследователей разных специальностей непосредственными объектами изучения (органы, ткани, клетки, внутриклеточные структуры, молекулы).

Взаимопроникновение идей и методов различных областей естествознания возникновение наук на стыке этих областей (биофизика, биохимия) повлекли за собой расширение классификации, вплоть до выделения молекулярного и атомного уровней.

Возможность исследовать фундаментальные биологические процессы, происходящие в организме, на клеточном, субклеточном и даже молекулярном уровнях, является выдающейся, но не единственной отличительной чертой современной биологии.

Для нее типичен углубленный интерес к процессам в сообществах организмов, которые определяют планетарную роль жизни. Таким образом, классификация пополнилась надорганизменными уровнями, таким как видовой, биогеоценотический, биосферный.

Следует выделять различные уровни биосистем потому, что каждый из уровней характеризуется свойствами, отсутствующими на нижележащих уровнях. Универсальный перечень уровней организации биосистем составить невозможно. В зависимости от того, какие биосистемы и с какой точки зрения изучаются, надо выделять больше или меньше уровней, на каждом из которых возникают какие-то эмергентные свойства. Целесообразно выделять такое число уровней, чтобы каждому из них были присущи свойства, изучение которых на нижележащем и вышележащем уровнях невозможно. Полное изучение системы должно включать также изучение вышестоящих и нижележащих систем (надсистем и подсистем). Так, демографическая структура популяции отсутствует на уровне отдельного организма, а феномен человеческого сознания отсутствует на уровне отдельных структур мозга. Феномен жизни возникает на клеточном уровне, а феномен потенциального бессмертия - на популяционном. Организм является единицей естественного отбора. Специфика биогеоценотического уровня связана с составом его компонентов и круговоротом веществ (сопровождающимся потоками энергии и информации), а биосферного уровня - с замкнутостью круговоротов веществ.

Выделяют следующие уровни организации живого:

1. Молекулярно генетический уровень.

Элементарными единицами этого уровня организации жизни являются химические вещества; нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, липиды и др. На этом уровне в основном проявляются такие важнейшие процессы жизнедеятельности, как передача наследственной информации, биосинтез, превращение энергии и др.

Основная стратегия жизни на молекулярном уровне - способность создавать живое вещество и кодировать информацию, приобретенную в меняющихся условиях среды.

2. Клеточный уровень.

На клеточном уровне организации структурными элементами выступают различные органеллы.

Способность к воспроизведению себе подобных, включение различных химических элементов Земли в состав клетки, регуляция химических реакций, запасание и потребление энергии - основные процессы этого уровня.

Стратегия жизни на клеточном уровне - вовлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в живые системы.

3. Тканевый уровень.

Ткань совокупность клеточных элементов различных клеточных типов и межклеточного вещества, специализированная на выполнении специфических функций.

4. Органный уровень.

Орган - совокупность тканей, которые связаны выполнением общих функций и занимают определенное место в многоклеточном организме.

5. Организменный уровень организации присущ одноклеточным и многоклеточным биосистемам (растениям, грибам, животным, в том числе человеку и разнообразным микроорганизмам).

У живых организмов проявляются такие свойства, как питание, дыхание, выделение, раздражимость, рост и развитие, размножение, поведение, продолжительность жизни, взаимоотношения с окружающей средой.

Все перечисленные процессы в совокупности характеризуют организм как целостную саморегулирующуюся биосистему. Основная стратегия жизни на этом уровне - ориентация организма (особи) на выживание в постоянно меняющихся условиях среды.

6. Популяционно-видовой уровень организации характеризуется объединением родственных особей в популяции, а популяций - в виды, что приводит к возникновению новых свойств системы. Основные свойства этого уровня: рождаемость, смертность, выживание, структура (половая, возрастная, экологическая), плотность, численность, функционирование в природе. Основная стратегия популяционно-видового уровня проявляется в более полном использовании возможностей среды обитания, в стремлении к возможно более длительному существованию, в сохранении свойств вида и самостоятельном развитии.

7. Биогеоценотический (экосистемный) уровень организации основными структурными элементами являются популяции 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, энергетика, устойчивость и др.

Организующие свойства проявляются в круговороте веществ и потоке энергии, саморегулировании и устойчивости, автономности, открытости системы, сезонных изменениях. Основная стратегия этого уровня - активное использование всего многообразия окружающей среды и создание благоприятных условий развития и процветания жизни во всем ее многообразии.

8. Биосферный уровень.

Самый высокий уровень организации жизни. Основными структурными единицами этого уровня являются биогеоценозы (экосистемы) и окружающая их среда, т. е. географическая оболочка Земли (атмосфера, гидросфера, почва, солнечная радиация и др.) и антропогенное воздействие.

Для этого уровня организации характерны: активное взаимодействие живого и неживого вещества планеты; биологический круговорот веществ и потоки энергии с входящими в него геохимическими циклами; хозяйственная и этнокультурная деятельность человека. Основная стратегия, жизни на биосферном уровне - стремление обеспечить динамичную устойчивость биосферы как самой большой экосистемы нашей планеты.

2. Клетка, как «первокирпичик» живого

В каждой изучаемой науке имеется место «первокирпичиков». Например, в физике - это кварки - мельчайшие из известных науке частицы. В химии, такую роль играют атомы. И в биологии есть такая фундаментальная частица - это живая клетка.

Клетка представляет собой элементарную биологическую систему, способную к самообновлению, самовоспроизведению и развитию, то есть, наделена всеми признаками живого организма. Клетка обладает всей совокупностью свойств живого, в том числе и свойством передавать наследственную информацию.

Основное положение клеточной теории состоит в утверждении, что все живые организмы от амебы до человека состоят из клеток, сходных по своему строению.

Многочисленные исследования в области цитологии - биологической науки, показали, что все клетки имеют некоторые общие свойства не только в строении, но и в функциях.

Так, все они осуществляют обмен веществ, способны к саморегуляции своего состояния, могут передавать наследственную информацию. Клетки могут существовать как одноклеточные организмы, а так же в составе многоклеточных организмов.

У клеток разный срок существования: одни живут несколько дней, а другие могут жить столько, сколько жив организм (например, нервные клетки). Самые крупные клетки - это неоплодотворенные яйца птиц, заполненные желтком.

Как правило, количество клеток в многоклеточном организме постоянно меняется, но существуют группы животных, например коловратки и нематоды, у которых количество клеток в организме остается постоянным.

Специализированные группы клеток образуют различные ткани организма: нервную, мышечную и др. А несколько типов тканей формируют органы: сердце, легкие и т.д. Группы органов, связанные с решением каких-то общих задач, называются системами организма.

Важнейшим свойством всего живого является обмен веществ или метаболизм. Обмен веществ - сложный, многоступенчатый процесс. Он включает доставку в клетку исходных продуктов, получение из них энергии и белков, выведение из клетки в окружающую среду выработанных полезных продуктов, энергии и «вредных отходов производства».

Метаболизм служит основой для другого важнейшего свойства клетки - сохранение стабильности, устойчивости ее внутренней среды. Это свойство клеток называют гомеостазом. Далее, следует отметить, что не все клеточные организмы имеют типичную структуру, например прокариоты, безъядерные клетки. Исторически они являются предшественниками вполне развитых имеющих ядро клеток, так называемых эукариотами. Некоторые организмы, сохранившиеся поныне, относятся к группе прокариотов, например, сине - зеленые клетки. Безъядерные клетки способны выполнять все свойственные типичным клеткам функции (обмен веществ и т.д.).

Все клетки животных и растительных организмов, а также микроорганизмов сходны по химическому составу, что свидетельствует о единстве органического мира. Особенно велико в них содержание водорода, кислорода, углерода и азота (эти химические элементы составляют более 98% всего содержимого клетки); 2% приходится на примерно 50 других химических элементов. Химические процессы протекающие в клетке, - одно из основных условий ее жизни, развития и функционирования. Изучение химической организации клетки привело к выводу, что именно химические процессы лежат в основе ее жизни, что клетки всех организмов сходны по химическому составу, у них однотипно протекают основные процессы обмена веществ. Данные о сходстве химического состава клеток еще раз подтвердил единство всего органического мира. Так же Клетки живых организмов содержат неорганические вещества - воду (в среднем до 80%) и минеральные соли, а также органические соединения: 90% сухой массы клетки приходится на биополимеры - белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды. И, наконец, научно доказано, что все клетки состоят из трех основных частей:

1) плазматической мембраны, контролирующей переход веществ из окружающей среды в клетку и обратно;

2) цитоплазмы с разнообразной структурой;

3) клеточного ядра, в котором содержится генетическая информация.

Толщина плазматической мембраны около 10 нм, изучение ее строения и функций возможно только с помощью электронного микроскопа. В состав плазматической мембраны входят белки и липиды. Они упорядоченно расположены и соединены друг с другом химическими взаимодействиями. Непосредственно с мембраной граничит цитоплазма, то есть внутреннее содержимое клетки без ядра. Ядро - важнейший органоид клетки: в нем содержится особое вещество хроматин, из которого перед делением клетки образуются нитевидные хромосомы - носители наследственных признаков и свойств. В состав хроматина входят ДНК и небольшое количество РНК. В делящемся ядре хроматин спирализуется, в результате чего становятся видимыми хромосомы. Исследования клетки имеют большое значение для разгадки заболеваний. Именно в клетках начинают развиваться патологические изменения, приводящие к возникновению заболеваний. Изучение строения, химического состава, обмена веществ и всех проявлений жизнедеятельности клеток необходимо не только в биологии, но также в медицине и ветеринарии.

3. Клеточная теория

В работе выявлены основные уровни живого, потому что каждый из уровней характеризуется свойствами, отсутствующими на нижележащих уровнях. Основные уровни организации живого: молекулярно - генетический уровень, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно - видовой, биогеоценотический (экосистемный), биосферный уровень. Целесообразно выделять такое число уровней, чтобы каждому из них были присущи свойства, изучение которых на предыдущем или последующем уровне невозможно.

В работе показано, что клетка представляет собой элементарную систему, способную к самообновлению, самовоспроизведению и развитию. Все живые организмы от амебы до человека состоят из клеток, сходных по своему строению. Клетки могут существовать как одноклеточные организмы, а так же в составе многоклеточных организмов. Не все клеточные организмы имеют типичную структуру, например прокариоты - безъядерные клетки, но все клетки животных и растительных организмов, а так же микроорганизмов сходны по химическому составу и это свидетельствует о единстве органического мира.

Клетка несет полную характеристику жизни. Вне клетки не существует настоящей жизнедеятельности, потому что в природе ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы.

Таким образом, задачи работы выполнены, а цель достигнута.

животный растительный клетка

Список использованной литературы

1. Концепции современного естествознания. Под ред. Лавриненко В.Н. и Ратникова В.П. М., 2006 г. - 317 стр.

2. Эволюционное учение. Яблоков А.В. и др. М., 1998 г.

3. Концепции современного естествознания. А.П. Садохин - второе издание, М., 2006 г. - 447 стр.

4. Общая биология. Мамонтов С. Г., Захаров В.Б. М., 1986 г. - 320 стр.

Размещено на Allbest.ru