Уровни организации живой материи

Псковский Государственный Университет

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине: «Концепции современного естествознания».

 

Тема №21: «Уровни организации живой материи».

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                

                              Факультет: Менеджмент

                                                                              Группа: 0011-05

                                                          Выполнил студент: Кушнир О.В.

                                                                              Проверил преподаватель: Михайлусова Т.Н.

 

 

Псков. 2013

 

Содержание:

Введение……………………………………………………………….....3 стр.

1. Уровни организации живой материи…………………………...…4-5 стр.
2. Доклеточные формы организации живой материи……………....6-8 стр.
3. Клетка как морфофункцианальна единица живого……………..9-21 стр.

3.1. Изучение клетки. Клеточная теория……………….9-10 стр.

                         3.2. Химический состав клетки……………………..…11-14 стр.

                         3.3. Строение клетки эукариот………………………...15-21 стр.

4. Организм как основа  целостности живой системы……………..22-23 стр. 

Заключение……………………………………………………………....24 стр.

Приложение……………………………………………………………...25 стр.

Список литературы……………………………………………………...26 стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Как прекрасно почувствовать  единство целого комплекса явлений, которые при непосредственном восприятии казались разрозненными. А.Эйнштейн. 

Все живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами по себе, они зависят от окружающей среды  и испытывают на себе ее воздействия. Это точно согласованный комплекс множества факторов окружающей среды, и приспособление к ним живых  организмов обуславливает возможность  существования всевозможных форм организмов и самого различного образования  их жизни.

Экология (от греческого oikos - жилище, местообитание) - наука, изучающая  взаимосвязи живых организмов в  природе: организацию и функционирование популяций, биогеоценозов и биосферы в целом; законы «здорового» состояния  как нормы и основы существования  жизни.

Живая природа представляет собой сложно организованную, иерархичную  систему. Любая система может рассматриваться как элемент более высокого уровня организации и, наоборот, элемент представляет систему для более низких уровней организации. То есть каждый уровень является одновременно и системой и элементом. Например, человек как организм является системой, состоящей из элементов-органов, и в то же время он сам является элементом - членом определенной популяции людей. Такой подход справедлив к любому живому объекту.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Уровни организации живой материи

1. Молекулярный уровень.

Начальный уровень организации  живого. Предмет исследования - молекулы нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов и других биологических  молекул, т.е. молекул, находящихся в  клетке. Любая живая система, как  бы сложно она ни была организована, состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности  организма: обмен веществ и превращение  энергии, передача наследственной информации и др.

2. Клеточный уровень.

Клетка - структурная и  функциональная единица размножения  и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Неклеточных  форм жизни нет, а существование  вирусов лишь подтверждает это правило, т. к. они могут проявлять свойства живых систем только в клетках. Именно в клетке протекают все главнейшие обменные процессы, такие как биосинтез, энергетический обмен и др. Поэтому начало биологической эволюции и появление подлинной жизни связано именно с возникновением клеточной оргаизации.

3. Организменный (органно-тканевый) уровень.

Организм представляет собой  целостную одноклеточную или  многоклеточную живую систему, способную  к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован  совокупностью тканей и органов, специализированных для выполнения различных функций.

4. Популяционно-видовой уровень.

Под видом понимают совокупность особей, сходных по структурно-функциональной организации, имеющих одинаковый кариотип и единое происхождение и занимающих определенный ареал обитания, свободно скрещивающихся между собой и  дающих плодовитое потомство, характеризующихся  сходным поведением и определенными  взаимоотношениями с другими  видами и факторами неживой природы.                                         Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования.

5. Биогеоценотический уровень.

Биогеоценоз - сообщество, совокупность организмов разных видов и различной  сложности организации со всеми  факторами конкретной среды их обитания - компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы.

6. Биосферный уровень.

Включает всю совокупность живых организмов Земли вместе с  окружающей их природной средой.

Термин «биосфера» был  введен в научный оборот австрийским  геологом Эдвардом Зюссом и первоначально  подразумевал совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете. Позднее  было установлено, что биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой  природы. Два главных компонента биосферы- живые организмы и среда  их оитания- непрерывно взаимодействуют  между собой и находятся в  тесном ограническом единстве, образуя  целостную динамическую истему.

Каждый из этих уровней  довольно специфичен, имеет свои закономерности, свои методы исследования. Даже можно  выделить науки, ведущие свои исследования на определенном уровне организации  живого. Например, на молекулярном уровне живое изучают такие науки  как молекулярная биология, биоорганическая  химия, биологическая термодинамика, молекулярная генетика и т.д. Хотя уровни организации живого и выделяются, но они тесно связаны между  собой и вытекают один из другого, что говорит о целостности  живой природы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Доклеточные формы организации живой материи

Подавляющее большинство  ныне живущих организмов состоит  из клеток. Лишь немногие примитивнейшие организмы — вирусы и фаги —  не имеют клеточного строения. По этому  важнейшему признаку все живое делится  на две империи — доклеточных (вирусы и фаги) и клеточных (сюда относятся все остальные организмы: бактерии и близкие к ним группы; грибы; зеленые растения и животные). Современная биология признает разделение на пять царств, прокариот, зеленых  растений, грибов, животных ,отдельно выделяется царство вирусов — доклеточных  форм жизни.

Вирусы и фаги. Империя доклеточных состоит из единственного царства — вирусов. Это мельчайшие организмы, их размеры колеблются от 12 до 500 мкм. Мелкие вирусы равны крупным молекулам белка. Вирусы — паразиты клеток. Вирусы бактерий называют фагами или бактериофагами. Вирусы принципиально отличаются от всех других организмов. Вот важнейшие особенности доклеточных:

1. Они могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не могут размножаться вне клеток тех организмов, в которых паразитируют.

 2. Содержат лишь один из типов нуклеиновых кислот — либо РНК, либо ДНК (все клеточные организмы содержат и ДНК, и РНК одновременно).

 3. Имеют очень ограниченное число ферментов, используют обмен веществ хозяина, его ферменты, энергию, полученную при обмене веществ в клетках хозяина.

  Вирусы— это неклеточная форма жизни. Они могут функционировать только внутри одно- или многоклеточного организма. Вирусы были открыты в 1892 г. Д.И.Ивановским при исследовании мозаичной болезни листьев табака. Вирусы не имеют цитоплазмы, клеточных органоидов, собственного обмена веществ.

Вирусы — инфекционные агенты. Ни один из известных вирусов не способен к самостоятельному существованию. Лишь попав в клетку, генетический материал вируса воспроизводится, переключая работу клеточных биохимических конвейеров на производство вирусных белков: как ферментов, необходимых для репликации вирусного генома — всей совокупности его генов, так и белков оболочки вируса. В клетке же происходит и сборка из нуклеиновых кислот и белков многочисленных потомков одного попавшего в нее вируса. В зависимости от длительности пребывания вируса в клетке и характера изменения ее функционирования различают три типа вирусной инфекции. Если образующие вирусы одновременно покидают клетку, то она разрывается и гибнет. Вышедшие из нее вирусы поражают новые клетки. Так развивается литическая инфекция.

Строение вирусов: Вне зависимости от типа инфекции и характера заболевания все вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную белковую оболочку и способные переходить из одной клетки в другую. Отдельные вирусные частицы — вирионы — представляют собой симметричные тела, состоящие из повторяющихся элементов. В сердцевине каждого вириона находится генетический материал, представленный молекулами ДНК или РНК. Велико разнообразие форм этих молекул: есть вирусы, содержащие двух цепочечную ДНК в кольцевой или линейной форме; вирусы с одно-цепочечной кольцевой ДНК; одно-цепочечной или двух цепочечной РНК; содержащие две идентичные одно-цепочечные РНК. Генетический материал вируса (геном) окружен капсидом — белковой оболочкой, защищающей его как от действия нуклеаз — ферментов, разрушающих нуклеиновые кислоты, так и от воздействия ультрафиолетового излучения. Капсиды состоят из многократно повторенных полипептидных цепей одного или нескольких типов белков. В основе взаимодействия вирусных белков друг с другом и с нуклеиновой кислотой лежит закон термодинамики, гласящий, что устойчивость системы приобретается при достижении минимального уровня свободной энергии. Для каждого вируса существует свой набор белков, который при сборке вириона дает оптимальную в энергетическом плане форму капсида. Большинство вирусов построены по одному из двух типов симметрии — спиральной или кубической.

Проникновение вируса в клетку: Вирусы растений, клетки которых кроме мембраны защищены прочной оболочкой из клетчатки, могут проникнуть в них лишь в местах механических повреждений. Разносчиками этих вирусов могут быть членистоногие — насекомые вроде тлей и клещи с сосущим ротовым аппаратом. Они переносят ририоны на своих хоботках. И у человека переносчиками вирусных болезней могут быть москиты (желтая лихорадка), комары (японский энцефалит) или клещи (таежный энцефалит). Безоболочечные клетки животных, защищенные одной мембраной, более уязвимы для вирусов в первую очередь из-за своей способности к фаго- и пиноцитозу. Захватывая питательные вещества, они часто «проглатывают» и вирионы. Если клетки соединены друг с другом, как клетки нервной системы, вирус может путешествовать по этим контактам, заражая одну клетку за другой. Обычно это медленный процесс (так происходит заражение, например, после укуса бешеного животного). Наконец, у многих вирусов развиваются специальные приспособления для проникновения в клетку. Клетки, выстилающие дыхательные пути, покрыты защитным слоем слизи. Но вирус гриппа разжижает слизь и проникает к мембране (потому-то часто первый симптом гриппа — насморк).

Определенную группу представляют вирусы бактерий — бактериофаги, или  фаги, которые способны проникать  в бактериальную клетку. Сначала  бактериофаг прикрепляется к  поверхности клетки и растворяет в этом месте оболочку бактерии. Дальше у бактерии, зараженной бактериофагом, начинает синтезироваться ДНК бактериофага, а не собственная ДНК бактерии, и в конечном итоге бактерия погибает. Поселяясь в клетках живых  организмов, вирусы вызывают многие опасные  заболевания растений (мозаичная  болезнь томатов, огурцов; скручивание  листьев и др.) и домашних животных (ящур, чума свиней и птиц и т.д.), что  резко снижает урожайность культур  и приводит к массовой гибели животных. Вирусы вызывают опасные заболевания  у человека (корь, оспа, полиомиелит  и др.). В последние годы к ним  прибавилось еще одно заболевание  — СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита). Болезнь поражает преимущественно иммунную систему, которая осуществляет защиту организма  от различных болезнетворных агентов. Возбудитель болезни — вирус  иммунодефицита человека (ВИЧ) — размножается главным образом в клетках  этой системы, в результате чего организм становится беззащитным к микробам, в обычных условиях не вызывающим заболевания. ВИЧ обладает уникальной изменчивостью, которая более чем  в 100 раз превышает изменчивость вируса гриппа. Поэтому вакцина, приготовленная против одной формы ВИЧ, может  оказаться неэффективной против другой. Предполагается, что ВИЧ  может сохраняться в организме  человека пожизненно. Это значит, что  до конца своей жизни инфицированные люди могут заражать других. Возможны пути заражения при переливании  крови, пересадке органов, половых  контактах.