Самым сложным в жизни с простота.
А. Кони
ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ОРГАНИЗМОВ
Молекулярный уровень организации жизни
- это уровень организации, свойства которого определяются химическими элементами и молекулами и их участием в процессах превращения веществ, энергии и информации. Применение структурно-функционального подхода к пониманию жизни на этом уровне организации позволяет выделить основные структурные компоненты и процессы, которые определяют структурную и функциональную упорядоченность уровня.
Структурная организация молекулярного уровня. Элементарными структурными составляющими молекулярного уровня организации жизни является химические элементы как отдельные виды атомов, а не соединенных между собой и со своими определенными свойствами. Распространение химических элементов в биосистемах определяются именно этими свойствами, зависят прежде всего от величины заряда ядра. Наука, которая занимается изучением распространения химических элементов и их значение для биосистем называется биогеохимией. Основателем этой науки стал гениальный украинский ученый В. И. Вернадский, который открыл и объяснил связь живой природы с неживой через биогенный поток атомов и молекул при реализации своих основных жизненных функций.
Химические элементы, сочетаясь между собой, образуют простила сложные неорганические соединения, которые вместе с органическими веществами, являются молекулярными компонентами молекулярного уровня организации. Простые вещества (кислород, азот, металлы и др) образованы химически соединенными атомами одного и того же элемента, а сложные вещества (кислоты, соли и др) состоят из атомов различных химических элементов.
Из простых и сложных неорганических веществ в биологических системах образуются промежуточные соединения (например, ацетат, кетокислоты), которые и образуют простые органические вещества, или малые биомолекулы. Это, прежде всего, четыре класса молекул - жирные кислоты, моносахариды, аминокислоты и нуклеотиды. их называют строительными блоками, поскольку из них строится молекулы следующего иерархического подуровня. Простые структурные биомолекулы сочетаются друг с другом различными ковалентными связями, образуя макромолекулы. Ими являются такие важные классы, как липиды, белки, олиго- и полисахариды и нуклеиновые кислоты.
В биосистемах макромолекулы могут объединяться с помощью нековалентных взаимодействий в надмолекулярные комплексы. Их еще называют интермолекулярнимы комплексами, или молекулярными ансамблями, или сложными биополимеры (например, сложные ферменты, сложные белки). На высшем, уже клеточном уровне организации, надмолекулярные комплексы сочетаются с образованием клеточных органелл.
Итак, для молекулярного уровня характерна определенная структурная иерархия молекулярной организации: химические элементы - простые и сложные неорганические соединения - промежуточные соединения - малые органические молекулы - макромолекулы - надмолекулярные комплексы.
|
Молекулярный уровень организации жизни |
|
|
Основные составляющие, которые определяют пространственную (структурную ) упорядоченность |
Основные процессы, которые определяют временную (функциональную ) упорядоченность |
|
1. Элементарные химические составляющие: Органогены; Макроэлементы; Микроэлементы; Ультрамикроэлементы. 2. Молекулярные химические составляющие: Простые неорганические молекулы (02 Ν2, металлы) Сложные неорганические молекулы (вода, соли, кислоты, щелочи, оксиды и т.д.), Малые органические молекулы (жирные кислоты, аминокислоты, моносахариды, нуклеотиды) Макромолекулы (липиды, белки, олиго- и полисахариды, нуклеиновые кислоты) Надмолекулярные комплексы. |
1. Процессы преобразования веществ. 2. Процессы преобразования энергии. 3. Процессы преобразования наследственной информации |
Функциональная организация молекулярного уровня . Молекулярный уровень организации живой природы сочетает и огромное количество различных химических реакций, которые определяют его упорядоченность во времени. Химические реакции - это явления, при которых одни вещества, имеющие определенный состав и свойства, превращаются в другие вещества - с другим составом и другими свойствами. реакции между элементами, неорганическими веществами не являются специфичными для живого, специфическим для жизни есть определенный порядок этих реакций, их последовательность и сочетание в целостную систему. Существуют различные классификации химических реакций. По признаку изменения количества исходных и конечных веществ выделяют 4 типа реакций: сообщения, разложения, обмена и замещения. В зависимости от использования энергии выделяют экзотермические (энергия выделяется) и эндотермические (энергия поглощается). Органические соединения также способны к различным химических превращений, которые могут проходить как без изменений карбонового скелета, так и с изменениями. Реакциями без изменения углеродного скелета являются реакции замещения, присоединения, элиминирования, изомеризации. К реакций с изменением карбонового скелета относятся реакции, как реакции удлинения цепи, укорачивания цепи, изомеризации цепи, циклизации цепи, раскрытие цикла, сжатия и расширения цикла. Подавляющее большинство реакций в биосистемах является ферментативными и образуют совокупность, называется метаболизмом. Основными типами ферментативных реакций окислительно-восстановительные, трансферации, гидролиза, негидролитичного распада, изомеризации и синтеза. В биологических системах между органическими молекулами также могут происходить реакции полимеризации, конденсации, матричного синтеза, гидролиза, биологического катализа и др. Большинство реакций между органическими соединениями являются специфинимы для живой природы и не могут происходить в неживой.
Науки, которые изучают молекулярный уровень. Основными науками, которые изучают молекулярный уровень является биохимия и молекулярная биология. Биохимия - наука о сути жизненных явлений и их основу - обмен веществ, а внимание молекулярной биологии, в отличие от биохимии, сосредоточена преимущественно на изучении строения и функций белков
Биохимия - наука, которая изучает химический состав организмов, строение, свойства, значение обнаруженных в них химических соединений и их преобразования в процессе обмена веществ. Термин "биохимия" был впервые предложен в 1882 году, однако, считается, широкого использования он приобрел после работ немецкого химика К. Нойберг в 1903 году. Биохимия как самостоятельная наука сформировалась во II-й половине XIX в. благодаря научной деятельности таких известных ученых-биохимиков, как А. М. Бутлеров, Ф. Велер, Ф. Мишером, А. Я. Данилевский, Ю. Либих, Л. Пастер, Э. Бухнер, К. А. Тимирязев, Μ. И. Лунин и др. Современная биохимия вместе с молекулярной биологией, биоорганической химии, биофизикой, микробиологией составляют единый комплекс взаимосвязанных наук - физико-химическую биологию, которая изучает физические и химические основы живой материи. Одним из общих задач биохимии является установление механизмов функционирования биосистем и регуляции жизнедеятельности клеток, которые обеспечивают единство обмена веществ и энергии в организме.
Молекулярная биология - наука, которая изучает биологические процессы на уровне нуклеиновых кислот и белков и их надмолекулярных структур. Датой возникновения молекулярной биологии как самостоятельной науки принято считать 1953 г., когда Ф. Крик и Дж. Уотсон на основе данных биохимии и рентгеноструктурного анализа предложили модель трехмерной структуры ДНК, которая получила название двойной спирали. Важнейшими разделами этой науки является молекулярная генетика, молекулярная вирусология, энзимология, биоэнергетика, молекулярная иммунология, молекулярная биология развития. Фундаментальными задачами молекулярной биологии является установление молекулярных механизмов основных биологических процессов, обусловленных структурно-функциональными свойствами и взаимодействием нуклеиновых кислот и белков, а также изучения регуляторных механизмов этих процессов.
Методы изучения жизни на молекулярном уровне формировались преимущественно в XX веке. Наиболее распространенными из них являются хроматографии, ультрацентрифугирования, электрофорез, рентгеноструктурный анализ, фотометрия, спектральный анализ, метод меченых атомов и др.
Уровни организации живой материи — иерархически соподчиненные уровне организации биосистем, отражающие уровни их осложнения. 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 низшего уровня и подсистемой системы более высокого уровня.
Следует подчеркнуть, что построение универсального списка уровней биосистем невозможна. Выделять отдельный уровень организации целесообразно в том случае, если на нем возникают новые свойства, отсутствующие у систем более низкого уровня. Например, феномен жизни возникает на клеточном уровне, а потенциальное бессмертие — на популяционном. При исследовании различных объектов или различных аспектов их функционирования могут выделяться различные наборы уровней организации. Например, у одноклеточных организмов клеточный и организменный уровень совпадают. При изучении пролиферации (размножения) клеток многоклеточного уровня может быть необходимым выделение отдельных тканевого и органного уровней, так как для ткани и для органа могут быть характерны специфические механизмы регуляции исследуемого процесса.
Одним из выводов, вытекающих из общей теории систем является то, что биосистемы разных уровней могут быть подобные в своих существенных свойствах, например, принципах регуляции важных для их существования параметров
Молекулярный уровень организации жизни
Это специфические для живых организмов классы органических соединений (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и т.д.), их взаимодействие между собой и с неорганическими компонентами, роль в обмене веществ и энергии в организме, хранении и передаче наследственной информации. Этот уровень можно назвать начальным, наиболее глубинным уровнем организации живого. Каждый живой организм состоит из молекул органических веществ-белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров, находящихся в клетках. Связь между молекулярным и следующим за ним клеточным уровнем обеспечивается тем, что молекулы — это тот материал, из которого созданы надмолекулярные клеточные структуры. Только изучив молекулярный уровень можно понять, как протекали процессы зарождения и эволюции жизни на нашей планете, каковы молекулярные основы наследственности и процессов обмена веществ в организме. Ведь именно на молекулярном уровне происходит преобразование всех видов энергии и обмен веществ в клетке. Механизмы этих процессов также универсальные для всех живых организмов.
Компоненты
- Молекулы неорганических и органических соединений
- Молекулярные комплексы химических соединений (мембрана и т.д.)
Основные процессы
- Объединение молекул в особые комплексы
- Осуществление физико-химических реакций в упорядоченном виде
- Копирование ДНК, кодирование и передача генетической информации
- Биохимия
- Биофизика
- Молекулярная биология
- Молекулярная генетика
Клеточный уровень организации жизни
Представленный свободноживущими одноклеточными организмами и клетками, входящих в многоклеточные организмы.
Компоненты
- Комплексы молекул химических соединений и органеллы клетки.
Основные процессы
- Биосинтез, фотосинтез
- Регулирования химических реакций
- Деление клетки
- Привлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в биосистеме
Науки, ведущих исследования на этом уровне
- Генная инженерия
- Цитогенетика
- Цитология
- Эмбриология Геология
Тканевый уровень организации жизни
Тканевый уровень представлен тканями, объединяющих клетки определенного строения, размеров, расположения и подобных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с багатоклитиннистю. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференциации клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная, а также кровь и лимфа). У растений различают меристематическая, защитную, основную и ведущую ткани. На этом уровне происходит специализация клеток.
Научные дисциплины, которые осуществляют исследования на этом уровне: гистология.
Органный уровень организации жизни
Органный уровень представлен органами организмов. В простейших пищеварения, дыхания, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счет различных органелл. В более совершенных организмов являются системы органов. У растений и животных органы формируются за счет разного количества тканей. Для позвоночных характерна цефализация защищаемой в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.
Организменный уровень организации жизни
Представленный одноклеточными и многоклеточными организмами растений, животных, грибов и бактерий.
Компоненты
- Клетка — основной структурный компонент организма. Из клеток образованы ткани и органы многоклеточных организмов
Основные процессы
- Обмен веществ (метаболизм)
- Раздражительность
- Размножение
- Онтогенез
- Нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности
- Гомеостаз
Науки, ведущих исследования на этом уровне
- Анатомия
- Биометрия
- Морфология
- Физиология
- Гистология
Популяционно-видовой уровень организации жизни
Представленный в природе огромным разнообразием видов и их популяций.
Компоненты
- Группы родственных особей, объединенных определенным генофондом и специфическим взаимодействием с окружающей средой
Основные процессы
- Генетическая своеобразие
- Взаимодействие между лицами и популяциями
- Накопление элементарных эволюционных преобразований
- Осуществление микроэволюции и выработки адаптации к изменяющейся среде
- Видообразования
- Увеличение биоразнообразия
Науки, ведущих исследования на этом уровне
- Генетика популяций
- Теория эволюции
- Экология
Биогеоценотический уровень организации жизни
Представленный разнообразием природных и культурных экосистем во всех средах жизни.
Компоненты
- Популяции различных видов
- Факторы среды
- Пищевые сети, потоки веществ и энергии
Основные процессы
- Биохимический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающих жизнь
- Движимое равновесие между живыми оганизмамы и абиотической средой (гомеостаз)
- Обеспечение живых организмов условиям проживания и ресурсами (пищей и убежищем)
Науки, ведущих исследования на этом уровне
- Биогеография
- Биогеоценология
- Экология
Биосферный уровень организации жизни
Представленный выше глобальной формой организации биосистем — биосферой.
Компоненты
- Биогеоценозы
- Антропогенное воздействие
Основные процессы
- Активное взаимодействие живого и неживого вещества планеты
- Биологический круговорот веществ и энергии
- Активная биогеохимическая участие человека во всех процессах биоферы, ее хозяйственная и этнокультурная деятельность
Науки, ведущих исследования на этом уровне
- Экология
- Глобальная экология
- Космическая экология
- Социальная экология
УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ
Живая природа является целостной, но неоднородной системой, которой свойственна иерархическая организация. Под системой, в науке понимают единство, или целостность, составленное из множества элементов, которые находятся в закономерных отношениях и связях друг с другом. Главные биологические категории, такие, как геном (генотип), клетка, организм, популяция, биогеоценоз, биосфера, представляют собой системы. 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 тела организмов имеют клеточное строение.
Иерархический принцип организации позволяет выделить в живой природе отдельные уровни, что удобно с точки зрения изучения жизни как сложного природного явления.
В медико-биологической науке широко используют классификацию уровней в соответствии с важнейшими частями, структурами и компонентами организма, являющимися для исследователей разных специальностей непосредственными объектами изучения. Такими объектами могут быть организм как таковой, органы, ткани, клетки, внутриклеточные структуры, молекулы. Выделение уровней рассматриваемой классификации хорошо согласуется с разрешающей способностью методов, которыми пользуются биологи и врачи: изучение объекта невооруженным глазом, с помощью лупы, светооптического микроскопа, электронного микроскопа, современных физико-химических методов. Очевидна связь этих уровней и с типичными размерами изучаемых биологических объектов (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Уровня организации (изучения), выделяемые в многоклеточном организме (по Э. Дс. Робертсу и др., 1967, с изменениями)
Взаимопроникновение идей и методов различных областей естествознания (физики, химии, биологии), возникновение наук на стыке этих областей (биофизика, биохимия, молекулярная биология) повлекли за собой расширение классификации, вплоть до выделения молекулярного и электронно-атомного уровней. Медико-биологические исследования, проводимые на этих уровнях, уже сейчас дают практический выход в здравоохранение. Так, приборы, основанные на явлениях электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонанса, с успехом применяют для диагностики заболеваний и состояний организма.
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, такими, как видовой, биогеоценотический, биосферный.
Разобранной выше классификации придерживается большинство конкретных медико-биологических и антропобиологических наук. Это неудивительно, так как она отражает уровни организации живой природы через исторически сложившиеся уровни ее изучения. В задачу курса биологии медицинского вуза входит преподать наиболее полную характеристику биологического «наследства» людей. Для решения этой задачи целесообразно воспользоваться классификацией, наиболее близко отражающей именно уровни организации жизни.
В названной классификации выделяются молекулярно-генетический, клеточный, Организменный, или онтогенетический, популяционно-видовой, биогеоценотический уровни. Особенность данной классификации заключается в том, что отдельные уровни иерархической системы жизни определяются в ней на общей основе выделения для каждого уровня элементарной единицы и элементарного явления. Элементарная единица - это структура или объект, закономерные изменения которых, обозначаемые как элементарное явление, составляют специфический для соответствующего уровня вклад в процесс сохранения и развития жизни. Соответствие выделяемых уровней узловым моментам эволюционного процесса, вне которого не стоит ни одно живое существо, делает их всеобщими, распространяющимися на всю область жизни, включая человека.
Элементарной единицей на молекулярно-генетическом уровне служит ген - фрагмент молекулы нуклеиновой кислоты, в котором записан определенный в качественном и количественном отношении объем биологической (генетической) информации. Элементарное явление заключается прежде всего в процессе конвариантной редупликации, или самовоспроизведении, с возможностью некоторых изменений в содержании закодированной в гене информации. Путем редупликации ДНК происходит копирование заключенной в генах биологической информации, что обеспечивает преемственность и сохранность (консерватизм) свойств организмов в ряду поколений. Редупликация, таким образом, является основой наследственности.
В силу ограниченной стабильности молекул или ошибок синтеза в ДНК (время от времени, но неизбежно) случаются нарушения, которые изменяют информацию генов. В последующей редупликации ДНК эти изменения воспроизводятся в молекулах-копиях и наследуются организмами дочернего поколения. Указанные изменения возникают и тиражируются закономерно, что и делает редупликацию ДНК конвариантной, т.е. происходящей иногда с некоторыми изменениями. Такие изменения в генетике получили название генных (или истинных) мутаций. Конвариантность редупликации, таким образом, служит основой мутационной изменчивости.
Биологическая информация, заключающаяся в молекулах ДНК, не участвует непосредственно в процессах жизнедеятельности. Она переходит в действующую форму, будучи перенесена в молекулы белков. Отмеченный перенос осуществляется благодаря механизму матричного синтеза, в котором исходная ДНК служит, как и в случае с редупликацией, матрицей (формой), но для образования не дочерней молекулы ДНК, а матричной РНК, контролирующей биосинтез белков. Отмеченное дает основание причислить матричный синтез информационных макромолекул также к элементарному явлению на молекулярно-генетическом уровне организации жизни.
Воплощение биологической информации в конкретные процессы жизнедеятельности требует специальных структур, энергии и разнообразных химических веществ (субстратов). Описанные выше условия в живой природе обеспечивает клетка, служащая элементарной структурой клеточного уровня. Элементарное явление представлено реакциями клеточного метаболизма, составляющими основу потоков энергии, веществ и информации. Благодаря деятельности клетки поступающие извне вещества превращаются в субстраты и энергию, которые используются (в соответствии с имеющейся генетической информацией) в процессе биосинтеза белков и других соединений, необходимых организму. Таким образом, на клеточном уровне сопрягаются механизмы передачи биологической информации и превращения веществ и энергии. Элементарное явление на этом уровне служит энергетической и вещественной основой жизни на всех других уровнях ее организации.
Элементарной единицей организме/того уровня является особь в ее развитии от момента зарождения до прекращения существования в качестве живой системы, что позволяет также назвать этот уровень онтогенетическим. Закономерные изменения организма в индивидуальном развитии составляют элементарное явление данного уровня. Эти изменения обеспечивают рост организма, дифференциацию его частей и одновременно интеграцию развития в единое целое, специализацию клеток, органов и тканей. В ходе онтогенеза в определенных условиях внешней среды происходит воплощение наследственной информации в биологические структуры и процессы, на основе генотипа формируется фенотип организмов данного вида.
Элементарной единицей популяционно-видового уровня служит популяция - совокупность особей одного вида. Объединение особей в популяцию происходит благодаря общности генофонда, используемого в процессе полового размножения для создания генотипов особей следующего поколения. Популяция в силу возможности межпопуляционных скрещиваний представляет собой открытую генетическую систему. Действие на генофонд популяции элементарных эволюционных факторов, таких, как мутационный процесс, колебания численности особей, естественный отбор, приводит к эволюционно значимым изменениям генофонда, которые представляют элементарные явления на данном уровне.
Организмы одного вида населяют территорию с известными абиотическими показателями (климат, химизм почв, гидрологические условия) и взаимодействуют с организмами других видов. В процессе совместного исторического развития на определенной территории организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые во времени сообщества - биогеоценозы, которые служат элементарной единицей биогеоценотического (экосистемного) уровня. Элементарное явление на рассматриваемом уровне представлено потоками энергии и круговоротами веществ. Ведущая роль в этих круговоротах и потоках принадлежит живым организмам. Биогеоценоз - это открытая в вещественном и энергетическом плане система. Биогеоценозы, различаясь по видовому составу и характеристикам абиотической своей части, объединены на планете в единый комплекс - область распространения жизни, или биосферу.
Приведенные выше уровни отражают важнейшие биологические явления, без которых невозможны эволюция и, следовательно, само существование жизни. Хотя элементарные единицы и явления на выделяемых уровнях различны, все они тесно взаимосвязаны, решая свою специфическую задачу в рамках единого эволюционного процесса. С конвариантной редупликацией на молекулярно-генетическом уровне связаны элементарные основы этого процесса в виде явлений наследственности и истинной мутационной изменчивости. Особая роль клеточного уровня состоит в энергетическом, вещественном и информационном обеспечении происходящего на всех других уровнях. На онтогенетическом уровне биологическая информация, находящаяся в генах, преобразуется в комплекс признаков и свойств организма. Возникающий таким образом фенотип становится доступным действию естественного отбора. На популяционно-видовом уровне определяется эволюционная ценность изменений, относящихся к молекулярно-генетическому, клеточному и онтогенетическому уровням. Специфическая роль биогеоценотического уровня состоит в образовании сообществ организмов разных видов, приспособленных к совместному проживанию в определенной среде обитания. Важной отличительной чертой таких сообществ является их устойчивость во времени.
Рассмотренные уровни отражают общую структуру эволюционного процесса, закономерным результатом которого является человек. Поэтому типичные для этих уровней элементарные структуры и явления распространяются и на людей, правда, с некоторыми особенностями в силу их социальной сущности.
К 1960-м гг. в биологии сложилось представление об уровнях организации живого как конкретном выражении усложняющейся упорядоченности органического мира. Жизнь на Земле представлена организмами своеобразного строения, принадлежащими к определенным систематическим группам (вид), а также сообществам разной сложности (биогеоценоз, биосфера). В свою очередь, организмы характеризуются органной, тканевой, клеточной и молекулярной организацией. Каждый организм, с одной стороны, состоит из специализированных подчиненных ему систем организации (органов, тканей и т. д.), с другой - сам является относительно изолированной единицей в составе надорганизменных биологических систем (видов, биогеоценозов и биосферы в целом). Уровни организации живой материи представлены на рис. 1
Рис.1. Уровни организации живого
На всех из проявляются такие свойства жизни, как дискретность и целостность. Организм состоит из различных компонентов - органов,но одновременно благодаря их взаимодействию он целостен. Вид также представляет собой целостную систему, хотя его образуют отдельные единицы - особи, однако их взаимодействие и поддерживает целостность вида. Существование жизни на всех уровнях обеспечивается структурой низшего ранга. Например, характер клеточного уровня организации определяется субклеточным и молекулярным уровнями; организменный - органным; тканевым, клеточным; видовой - организменным и т. д. Следует особо отметить большое сходство единиц организации на низших уровнях и все возрастающее различие на высших уровнях (табл. 1).
Таблица 1
Характеристика уровней организации живого
|
Уровень Краткая характеристика |
|
|
Молекулярный |
Обнаруживается однообразие единиц организации. Наследственная информация у всех организмов заложена в молекулах ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), состоящей всего из 4 видов нуклеотидов. Основные органические компоненты живого, белки, состоят из 20 аминокислот. Энергетические процессы, протекающие в организмах, связаны с универсальным «энергоносителем» - АТФ (аденозинтрифосфатом) |
|
Субклеточный |
Сравнительно невелико (несколько десятков) основных клеточных компонентов в про- и эукариотных клетках |
|
Клеточный |
Все множество живых существ подразделяется на две группы - прокариотные и эукариотные организмы. В основу такого деления положен критерий принципиальной схемы строения клеток двух типов. Конечно, нельзя отрицать разнообразие клеток у разных организмов. Однако эти различия не выходят за пределы названных двух типов клеточной организации |
|
Органо-тканевый |
Совокупность клеток, идентичных по строению и функциям, составляет ткань. Большое сходство между всеми организмами сохраняется и на этом уровне: у многоклеточных животных выделяют всего четыре основные ткани (эпителиальные, соединительные, нервная, мышечная), у растений их шесть (покровные, основные, механические, проводящие, выделительные, образовательные) |
|
Организменный |
Характеризуется большим разнообразием форм |
|
Видовой |
Сегодня наукой описано более 2 млн. видов живых организмов |
Биология как наука. Методы научного познания. Уровни организации живого.
Требования к уровню подготовки выпускников:
Знать и понимать методы научного познания, признаки живых систем, уровни организации живой природы;
Уметь объяснять роль биологических теорий, законов, принципов, гипотез в формировании современной естественнонаучной картины мира.
Обмен веществ - одно из основных свойств живых систем, он характеризуется тем, что происходит
1. Избирательное реагирование на внешние воздействия окружающей среды
2. Изменение интенсивности физиологических процессов и функций с различными периодами колебаний
3. Передача из поколения в поколение признаков и свойств
4. Поглощение необходимых веществ и выделение продуктов жизнедеятельности
5. Поддержание относительно постоянного физико-химического состава внутренней среды
В цитологии НЕ используют следующие методы:
1. Генетическое клонирование
2. Культуры клеток и тканей
3. Микроскопия
4. Нанобиотехнологии
5. Центрифугирование
Процессы деления клеток изучают с помощью методов
1. Дифференциального центрифугирования
2. Культуры клеток
3. Микроскопии
4. Микрохирургии
5. Фото- и киносъемки
Онтогенез, метаболизм, гомеостаз, размножение происходят на... уровнях организации жизни.
1. Клеточном
2. Молекулярном
3. Организменном
4. Органном
5. Тканевом
Клеточную теорию сформулировали
2. А. Левенгук
3. Дж. Уотсон
4. Т. Шванн
5. М. Шлейден
Изучение биологических объектов, процессов в различных специально созданных условиях осуществляют с помощью методов
1. Абстрагирования
2. Клонирования
3. Моделирования
4. Обобщения
5. Эксперимента
Разделами ботаники являются
1. Альгология
2. Бриология
3. Ихтиология
4. Экология
5. Этология
1. Биохимия
2. Гистология
3. Морфология
4. Физиология
5. Цитология
Модель структуры ДНК в виде двойной спирали создали
2. А. Левенгук
3. Ф. Мюллер
4. Дж. Пристли
5. Д. Уотсон
Разделами зоологии являются
1. Альгология
2. Вирусология
3. Лихенология
4. Териология
5. Этология
Развитие - всеобщее свойство материи - представлено
1. Гомеостазом
2. Метаболизмом
3. Онтогенезом
4. Тропизмами
5. Филогенезом
В синтезе АТФ участвуют
1. Вакуоли
2. Митохондрии
3. Лизосомы
4. Хлоропласты
5. Хромопласты
1. Изготовил первый микроскоп
2. Открыл клеточное ядро
3. Ввел термин "клетка"
4. Описал пластиды и хроматофоры
5. Усовершенствовал микроскоп
Электронный микроскоп сконструировали
1. Р. Вирхов
2. М. Кнолль
3. Н. И. Лунин
4. И. И. Мечников
5. Е. Руска
Метод центрифугирования позволяет
1. Определять качественный и количественный состав веществ клетки
2. Определять пространственную конфигурацию и некоторые физические свойства макромолекул
5. Разделить органоиды клетки
Кириленко А. А. Биология. ЕГЭ. Раздел «Молекулярная биология». Теория, тренировочные задания. 2017.
Задания №2.
1. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие уровни организации живой природы представлены биокосными системами, включающими не только живое вещество, но и неживое?
1. Организменный
2. Популяционно-видовой
3. Биоценотический
4. Биогеоценотический
5. Биосферный
2. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Цитогенетический метод позволяет
1. Обнаружить генные мутации
2. Обнаружить хромосомные мутации
3. Обнаружить геномные мутации
4. Оценить роль внешней среды в формировании фенотипа
5. Прогнозировать вероятность передачи потомкам наследственных заболеваний
3. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие биологические науки изучают сообщества живых организмов?
1. Экология
2. Морфология
3. Генетика
4. Ветеринария
5. Биогеография
4. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие биологические науки изучают развитие жизни?
1. Анатомия
2. Палеонтология
3. Биохимия
4. Эволюционное учение
5. Биотехнология
5. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Выберите самый простой и самый сложный уровни организации живой природы из ниже перечисленных.
1. Органно-тканевый
2. Популяционно-видовой
3. Молекулярно-генетический
4. Биоценотический
5. Субклеточный
6. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие из свойств живого вещества связаны с развитием?
1. Онтогенез
2. Филогенез
3. Наследственность
4. Изменчивость
5. Раздражимость
7. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие из свойств живого не присущи вирусам?
1. Клеточное строение
2. Обмен веществ
3. Способность к размножению
4. Наследственность
5. Изменчивость
8. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие биологические науки не изучают эукариот?
1. Вирусология
2. Микология
3. Ботаника
4. Бактериология
5. Протистология
9. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие биологические науки изучают молекулярный уровень развития жизни?
1. Молекулярная биология
2. Экология
3. Биохимия
4. Цитология
5. Гистология
10. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие биологические науки изучают отдельные уровни организации всего живого?
1. Ботаника
2. Гистология
3. Генетика
4. Цитология
5. Эволюционное учение
11. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие классификационные единицы организмов являются специфическим объектом изучения селекции?
3. Семейство
12. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Укажите уровни организации жизни, являющиеся сферой изучения экологии.
1. Молекулярно-генетический
2. Клеточный
3. Органный
4. Организменный
5. Популяционно-видовой
13. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие ученые внесли значительный вклад в развитие эволюционного учения, предложив свои варианты теории эволюции живого мира?
1. Фрэнсис Крик
2. Маттиас Якоб Шлейден
3. Томас Морган
4. Жан-Батист Ламарк
5. Чарльз Дарвин
14. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие российские ученые внесли значительный вклад в развитие физиологии?
1. Иван Сеченов
2. Николай Вавилов
3. Николай Миклухо-Маклай
4. Иван Павлов
5. Владимир Вернадский
15. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Методы селекции позволили создать культурыне разновидности дикой капусты. Какие из них представлены в списке?
3. Кольраби
5. Брокколи
16. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
С помощью светового микроскопа в клетке арбуза невозможно увидеть
1. Оболочку
2. Включения
4. Вакуоли
5. Рибосомы
17. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Собственную ДНК содержат
1. Вакуоли
2. Рибосомы
3. Хлоропласты
5. Митохондрии
18. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
На молекулярном уровне организации живой природы происходят процессы
1. Деление
2. Метаболизм
3. Транскрипция
4. Онтогенез
5. Трансляция
19. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Круговорот веществ и превращение энергии происходят на... уровнях организации жизни.
1. Биогеоценотическом
2. Биосферном
3. Клеточном
4. Организменном
5. Популяционно-видовом
20. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Модель структуры ДНК в виде двойной спирали создали:
2. А. Левенгук
3. Д. Уотсон
4. Т. Шванн
5. М. Шлейден
21. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Биогенетический закон сформулировали
1. Вавилов Н. И.
2. Вайнберг В.
3. Геккель Э.
4. Либих Ю.
5. Мюллер Ф.
22. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
В селекции растений применяют следующие методы
1. Искусственное осеменение
2. Искусственный мутагенез
3. Испытание производителей по потомству
4. Массовый отбор
5. Полиэмбрионию
23. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Организменный уровень организации живого изучают
1. Анатомия
2. Биохимия
3. Генетика
4. Гистология
5. Цитология
24. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
На популяционно-видовой уровне организации живой природы происходят:
1. Гомеостаз
2. Изменение генофонда
3. Круговорот веществ и превращение энергии
4. Размножение
5. Элементарные эволюционные изменения
25. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Разделами зоологии являются
1. Альгология
2. Бриология
3. Ихтиология
4. Лихенология
5. Энтомология
26. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
И. В. Мичурин в селекционной работе использовал следующие методы:
1. Искусственного мутагенеза
2. Клонирования
3. Ментора
4. Полиэмбрионии
5. Посредника
27. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
С помощью цитогенетического метода изучают:
1. Генетический состав популяций
2. Количество хромосом
3. Роль среды и наследственности в формировании признаков
4. Структуру хромосом
5. Характер и тип наследования признаков
28. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Методы физиологии человека позволяют изучить
1. Биотоки головного мозга
2. Биотоки сердца
3. Патологические изменения в строении органов
4. Строение органов и тканей
5. Тонкую структуру органов и тканей
29. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
В биотехнологии используют следующие методы:
2. Микробиологический синтез
3. Пасынкование
4. Пикировка
5. Соматическая гибридизация клеток
30. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Методы электрофореза и хроматографии позволяют
1. Определить качественный и количественный состав веществ клетки
2. Определить пространственную конфигурацию и некоторые физические свойства макромолекул
3. Очистить макромолекулы, выделенные из клетки
4. Разделить смеси веществ, выделенные из клетки
5. Разделить органоиды клетки
31. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Укажите формулировки положений клеточной теории.
1. Оболочка грибной клетки состоит из углеводов.
2. В клетках животных отсутствует клеточная стенка.
3. Клетки всех организмов содержат ядро.
4. Клетки организмов сходны по химическому составу.
5. Новые клетки образуются путем деления исходной материнской клетки.
32. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Генеалогический метод исследования используют для установления
1. Доминантного характера наследования признака
2. Последовательности этапов индивидуального развития
3. Наследственного характера заболеваний
4. Типа высшей нервной деятельности
5. Сцепленности признака с полом
33. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие методы исследования используют в цитологии?
1. Центрифугирование
2. Культура ткани
3. Хроматография
4. Генеалогический
5. Гибридологический
34. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
На каких уровнях организации живого изучают особенности реакций фотосинтеза у высших растений?
1. Биосферном
2. Клеточном
3. Популяционно-видовом
4. Молекулярном
5. Экосистемном
35. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
На каких уровнях организации живого изучают особенности реакций фотосинтеза?
1. Биосферном
2. Клеточном
3. Биогеоценотическом
4. Молекулярном
5. Тканево-органном
36. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие признаки служат исходными для живых и неживых объектов природы?
1. Клеточное строение
2. Изменение температуры тела
3. Наследственность
4. Раздражимость
5. Перемещение в пространстве
37. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Гибридологический метод исследования используют
1. Эмбриологи
2. Селекционеры
3. Генетики
4. Экологи
5. Биохимики
38. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Исторический метод исследования используют для изучения
1. Внутреннего строения организмов
2. Эволюции органического мира
3. Химического состава живого
4. Происхождения групп организмов на Земле
5. Онтогенеза организма
39. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Близнецовый метод исследования используют
1. Цитологи
2. Зоологи
3. Генетики
4. Селекционеры
5. Биохимики
40. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Генетики, используя генеалогический метод исследования, составляют
1. Генетическую карту хромосом
2. Схему скрещивания
3. Родословное дерево
4. Схему предковых родителей и их родственные связи в ряде поколений
5. Вариационную кривую
41. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Вклад биотехнологии в медицину состоит в
1. Использовании химического синтеза для получения лекарственных препаратов
2. Создании лечебных сывороток на основе плазмы крови иммунизированных животных
3. Синтезе гормонов человека в бактериальных клетках
4. Изучении родословных человека для выявления наследственных заболеваний
5. Культивировании штаммов бактерий и грибов для производства антибиотиков в промышленных масштабах
42. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие из перечисленных объектов существуют на субклеточном уровне?
1. Спирогира
2. Бактериофаг
3. Стрептококк
4. Митохондрии
5. Лейкопласты
43. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие признаки характерны только для живых систем?
1. Способность к передвижению
2. Обмен веществ и энергии
3. Зависимость от температурных колебаний
4. Рост, развитие и способность к самовоспроизведению
5. Устойчивость и относительно слабая изменчивость
44. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
По каким принципам организованы биологические системы?
1. Закрытость системы
2. Высокая энтропия системы
3. Низкая упорядоченность
4. Иерархичность - соподчинение элементов и частей
5. Оптимальность конструкции
45. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
К эмпирическим методам биологических исследований относят
1. Сравнение
2. Абстрагирование
3. Обобщение
4. Экспериментальный метод
5. Наблюдение
46. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Что из нижеперечисленного можно установить экспериментальным методом?
1. Сроки весенней линьки у белки
2. Влияние удобрений на рост комнатного растения
3. Сроки прилета и отлета перелетных птиц
4. Высоту комнатного растения
5. Условия прорастания семян
47. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
К теоретическим методам биологических исследований относят
1. Сравнение
2. Экспериментальный метод
3. Обобщение
4. Измерение
5. Наблюдение
48. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие методы исследования позволили установить пространственную структуру молекулы ДНК?
1. Цитогенетический метод
2. Рентгеноструктурный анализ
3. Метод культуры клеток
4. Метод моделирования
5. Центрифугирование
49. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие методы исследования помогают изучить процесс фотосинтеза в клетке?
1. Экспериментальный метод
2. Метод микроскопирования
3. Метод меченых атомов
4. Метод клеточных культур
5. Метод центрифугирования
50. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
На каком уровне организации происходят такие процессы, как раздражимость и обмен веществ?
1. Популяционно-видовой
2. Организменный
3. Молекулярно-генетический
4. Биогеоценотический
5. Клеточный
51. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
К генетическим относят термины
2. Филогенез
3. Фенотип
4. Консумент
5. Дивергенция
52. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Клеточному уровню организации жизни соответствуют
1. Амеба обыкновенная
2. Кишечная палочка
3. Бактериофаг
4. Гидра пресноводная
5. Вирус гриппа
53. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
К методам цитологии относят
1. Микроскопирование
2. Мониторинг
3. Центрифугирование
4. Инбридинг
5. Гетерозис
54. Выберите два верных ответ из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
