Развитие

Дайте определение понятия «развитие». Какие формы развития вы знаете?

Развитие — это изменение строения и физиологии организма с течением времени. Принято выделять две основные формы развития — онтогенез и филогенез.

Онтогенез (индивидуальное развитие) — это развитие живого организма от зарождения до момента смерти. Обычно онтогенез сопровождается ростом.

Филогенез (историческое развитие) — необратимо направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и, как правило, прогрессивным усложнением жизни.

Раздражимость

Что такое раздражимость? Каково значение избирательной реакции организмов для их приспособления к условиям существования?

Раздражимость — это способность организма реагировать на внешние воздействия и изменения собственной внутренней среды. Ответную реакция организма на раздражения, осуществляемую при участии нервной системы, называют рефлексом. Простейшие примеры рефлексов: гидра втягивает щупальца в ответ на прикосновение или сильное движение воды; человек отдергивает руку, дотронувшись до горячей поверхности; птенцы открывают клювы при появлении родителя на краю гнезда. Избирательность означает способность определенным образом реагировать на определенные стимулы. Она является необходимым свойством всякого нормального поведения. В результате в одних условиях организмы реализуют пищевые рефлексы, а в других — брачное, родительское, оборонительное и многие другие типы поведения

.

Биологические ритмы

В чем значение ритмичности процессов жизнедеятельности?

Биологические ритмы направлены на приспособление организмов к меняющимся условиям существования. В качестве основных можно выделить суточные и сезонные ритмы. К суточным относят циклические изменения сна и бодрствования, гормонального фона, интенсивности работы внутренних органов. Примерами сезонных ритмических процессов служат зимняя спячка, миграции птиц и рыб, размножение (брачные игры, постройка гнезда, воспитание потомства), линька — смена шерсти или перьев, цветение, плодоношение и листопад у растений.

Уровни организации живой материи

Как вы считаете, в чем заключается необходимость выделения различных уровней организации живой материи?

В процессе эволюции происходило постепенное усложнение организации живой материи, причем по мере образования очередного уровня предыдущий входил в него как составная часть. В результате окружающий нас мир живых существ представляет собой совокупность биологических систем разной степени сложности. Это и обуславливает необходимость выделения различных уровней организации живой материи. Чрезвычайно важно также то, что объединение нескольких систем, принадлежащих к одному уровню (например, клеток), дает не просто арифметическую сумму их свойств. Происходит подъем на качественно более высокую ступень, и новая система обладает расширенными возможностями и способностями (ткань, многоклеточный организм).

Уровни организации живой материи

Перечислите и охарактеризуйте уровни организации живой материи.

Обычно выделяют восемь уровней организации живого.

Молекулярно-генетический уровень. Это уровень макромолекул: нуклеиновых кислот, углеводов, белков и других органических веществ. На этом уровне начинаются важнейшие биологические процессы: кодирование и передача наследственной информации, обмен веществ, превращение энергии.

Клеточный уровень. Клетка — это структурно-функциональная единица живого. Процессы, происходящие в клетке, лежат в основе роста и развития живых организмов.

Тканевый уровень. Ткань — это совокупность клеток, сходных по строению, происхождению и выполняемой функции. В состав ткани входит также межклеточное вещество.

Органный уровень. Орган — это обособленная часть организма, имеющая определенную форму, строение, расположение и выполняющая конкретную функцию. Орган, как правило, образован несколькими тканями, среди которых одна (реже — две) преобладает.

Организменный (онтогенетический) уровень. Организм — целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию и поддержанию гомеостаза (т. е. постоянства внутренней среды). Многоклеточный организм представляет собой совокупность тканей и органов.

Популяционно-видовой уровень. Вид — это совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. На этом уровне под действием эволюционных факторов осуществляется процесс видообразования. Популяция — это совокупность особей одного вида, в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений) населяющих определенную территорию внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других подобных совокупностей.

Биогеоценотический (экосистемный) уровень. Биогеоценоз — исторически сложившаяся совокупность организмов разных видов, взаимодействующая со всеми факторами их среды обитания.

Биосферный (глобальный) уровень. Биосфера — биологическая система высшего ранга, охватывающая все явления жизни в атмосфере, гидросфере, литосфере и объединяющая все экосистемы в единый комплекс. На этом уровне происходят вещественно-энергетические круговороты, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.

Макромолекулы

Назовите биологические макромолекулы, входящие в состав живых систем.

Понятие «макромолекула» совпадает с химическим определением полимера. Макромолекулы состоят из большого числа (сотен, тысяч и более) повторяющихся элементов-звеньев. Важнейшими макромолекулами, входящими в состав живых организмов, являются нуклеиновые кислоты, белки и углеводы (полисахариды). К макромолекулам можно отнести также, например, каучук — углеводород, входящий в состав латекса (сока дерева гевеи). Наиболее распространенными на нашей планете макромолекулами являются полисахариды целлюлоза и хитин

.

Свойства живого на различных уровнях организации

Как проявляются свойства живого на различных уровнях организации?

Для всех уровней организации живой материи на Земле характерно единство химического и биохимического состава; обязательно присутствие основных макромолекул. Каждый уровень представляет собой целостную систему, состоящую из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов. Наличие этого взаимодействия обеспечивает саморегуляцию системы, ее рост, развитие и общее увеличение биомассы (размножение). Наконец, на любом уровне организации живой материи мы наблюдаем процессы обмена веществ и энергии с окружающей средой, а также способность отвечать на изменения окружающего мира и приспосабливаться к ним. Конечно, клетка и экосистема по-разному отвечают, например, на повышение температуры или сезонные изменения освещенности, но сам принцип реагирования (раздражимости) присущ живой материи на любой ступени ее организации.

Основные методы исследования живых объектов

Какие методы исследования живой материи вы знаете?

Перечислим основные методы исследования живых объектов.

Метод наблюдения и связанный с ним описательный метод основаны на сборе фактического материала. С их применения начинается большинство биологических исследований. Особое значение эти методы имеют, например, для анатомических дисциплин (изучение строения организма человека, растений, животных).

Сравнительный метод позволяет, сопоставляя разные организмы, выявлять их сходство и различие. Благодаря этому методу были заложены основы систематики растений и животных, создана клеточная теория.

Исторический метод позволяет выявить закономерности появления организмов, их развития, усложнения структуры и функций. Он имеет ключевое значение для теории эволюции, эмбриологии (науки об индивидуальном развитии организмов).

Экспериментальный метод в настоящее время, пожалуй, наиболее актуален. Ученый, использующий экспериментальный метод, активно влияет на организм, помещая его в те или иные условия, оказывая на него различные воздействия и изучая ответные реакции.

Метод компьютерного моделирования незаменим для исследования биологических процессов, воссоздать которые в реальности очень сложно либо вообще невозможно. С помощью моделирования можно, например, за несколько дней оценить действие на организм сотен лекарственных препаратов и выбрать наиболее эффективный. На аналогичные экспериментальные исследования ушли бы многие месяцы.

История открытия клетки

Расскажите об истории открытия клетки.

Открытие клеточного строения живых организмов стало возможно благодаря появлению микроскопа, изобретенного в 1590 г. Захарием Янсеном.

Значение микроскопа для исследования строения срезов растительных и животных объектов впервые оценил английский физик и ботаник Роберт Гук. В 1665 г. на срезах пробки он обнаружил структуры, напоминающие пчелиные соты, и назвал их ячейками или клетками. Однако Гук ошибался, считая, что клетки пустые, а живое вещество — это клеточные стенки.

Голландский натуралист Антони ван Левенгук во второй половине XVII в. усовершенствовал микроскоп и первым увидел живые клетки. Он наблюдал и зарисовал ряд простейших, сперматозоиды, бактерии, эритроциты и даже их движение в капиллярах

.

Создание клеточной теории

Кем и когда впервые была сформулирована клеточная теория?

В XVII–XVIII вв. вопрос о том, входят ли клетки в состав всех растительных и животных организмов, оставался открытым. На него в 1838–1839 гг. окончательно ответили немецкие ученые ботаник Матиас Шлейден и зоолог Теодор Шванн. Они проанализировали все существующие на тот момент знания о клеточном строении живой природы и сформулировали клеточную теорию. Эта теория постулировала, что все растительные и животные организмы состоят из простейших частей — клеток. При этом каждая клетка в определенных границах представляет собой некое самостоятельное целое. Вместе с тем в пределах организма все клетки действуют совместно, образуя гармоничное единство. Однако Шлейден и Шванн заблуждались, считая, что новые клетки образуются из неклеточного вещества. Это предположение опроверг немецкий ученый Рудольф Вирхов, который доказал, что всякая клетка происходит от другой клетки.