"Свойство живых организмов"

Наука

Что изучает

Примеры, ученые - основатели наук

                •          Науки, изучающие систематические группы живых организмов

Систематика

наука о видовом разнообразии, распределении и описании современных и вымерших группах организмов 

Введение бинароной номенклатуры Карлом Линнеем

Вирусология

наука о вирусах;

Микробиология

наука о микроорганизмах; 

Открытие туберкулёзной палочки Робертом Кохом

Микология

наука о грибах;

Ботаника

(фитология)

наука о растениях; 

Альгология – о водорослях,

Лихенология – о лишайниках,

Бриология – о мхах,  Дендрология – о древесных растениях

Зоология

наука о животных; 

Орнитология – о птицах,

Арахнология – о паукообразных,

Гельминтология – о паразитических червях,

Энтомология – о насекомых, Ихтиология – о рыбах и бесчелюстных, Этология – наука о поведении животных

Антропология

наука о человеке. 

Происхождение и развитие человека

                •          Науки, изучающие разные уровни организации всего живого:

Анатомия

наука о внутреннем строении. 

Строение печени

Морфология

наука о внешнем строении 

Строение организма Ромашки полевой

Физиология

наука о жизнедеятельности целостного организма и его частей. Подразделы:

физиология растений, животных, человека; 

Проведение нервного импульса;

Выработка условного рефлекса

Генетика

наука о наследственности и изменчивости организмов. 

Наследование генов, отвечающих за окраску плода

•          Науки, изучающие структуру, свойства и проявления коллективной жизни живых организмов:

Экология

наука об отношениях живых организмов между собой и окружающей их средой; 

Пищевые цепи, влияние факторов окружающей среды на численность популяции зайца

Биогеография

наука о закономерностях географического распространения живых организмов.

Распространение сумчатых млекопитающих

                •          Науки о развитии живой материи:

Онтогенез (биология индивидуального развития)

наука о развитии живого организма от момента его зарождения до смерти;

Метаморфозы насекомых, развитие лягушки

Эмбриология

наука, изучающая развитие эмбрионов (начальный этап онтогенеза). 

Зародыши позвоночных животных

Эволюционное учение

наука об историческом развитии живой природы; 

Процессы экологического и географического видообразования

Филогения

наука о конкретных путях и этапах исторического развития живой материи на нашей планете

Палеонтология 

наука о развитии жизни в прошлые геологические времена. 

Изучение ископаемых остатков

                •          Науки, использующие различные методы исследований:

Селекция 

наука о методах создания новых и улучшения существующих пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.

Биохимия

наука о химических веществах и процессах в живых организмах;

Биофизика

наука о физических и физикохимических явлениях в живых организмах.

Явление осмоса и диффузии в клетках

                •          Прикладные науки:

Биотехнология

совокупность методов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью живых организмов; 

Получение растения с генетически изменёнными признаками

Бионика

разработка технических устройств по подобию живых систем, растениеводство, животноводство, ветеринария и др.

Растениеводство \ Животноводство

разработка технологий выращивания с\х растений \ животных;

Агробиология

принципы применения основных биологических закономерностей в практике сельскохозяйственного производства. 

Изучение взаимодействия культурных дикорастущих растений в агроценозе

Гигиена

раздел медицины, изучающий влияние жизни и труда на здоровье человека и его сохранение 

Основатель Э.Г. Геккель

2. СВОЙСТВА/ ПРИЗНАКИ  ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

Свойство

Характеристика

1) Раздражимость

Способность организма реагировать на внешние и внутренние раздражители (рефлексы - у животных; тропизмы, таксисы и настии - у растений);

2) Рост и развитие

Все организмы растут в течение своей жизни; Под развитием понимают как индивидуальное развитие

организма (онтогенез), так и историческое развитие живой природы (филогенез).

3) Приспособленность (адаптации)

В процессе исторического развития и под действием естественного отбора организмы приобретают приспособления к условиям окружающей среды. Организмы, не обладающие необходимыми приспособлениями, вымирают.

4) Единство химического состава

В состав организма входят соединения углерода – белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. В неживой природе эти соединения не образуются.

Основные органогены – С, О, N и Н.

5) Саморегуляция

Поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).

6) Клеточное строение

Все существующие на Земле организмы состоят из клеток. Исключение - вирусы, проявляющие свойства живого только в других организмах

7) Изменчивость

Способность организмов приобретать новые признаки и свойства в результате влияния внешней среды и изменений наследственного аппарата.

8) Наследственность

Способность организма передавать свои признаки из поколения в поколение с помощью носителей информации – молекул ДНК и РНК.

9) Самовоспроизведение

(размножение)

Способность живых систем воспроизводить себе подобных. В основе лежит процесс удвоения молекул ДНК с последующим делением клеток.

10) Обмен веществ и энергии

Свойство всех живых систем связанное с постоянным поступлением энергии извне и удалении продуктов жизнедеятельности.

11) Дискретность и целостность

Живая система состоит из отдельных частей. При взаимодействии отдельных частей образуется целая система.

Уровень организации

(примеры)

Характери стика

Компонент ы

Процессы

Науки изучающ ие уровень

Примеры из зааний

1. Молекулярногенетический (гены, молекулы, вирусы)

Все организмы состоят из молекул.

Отдельные биополиме ры

(ДНК, РНК, белки, липиды, углеводы);

Репликация,

рекомбинац

ия, репарация,

транскрипци

я,

трансляция, рецепция.

Биохимия,

биофизика

,

молекуляр ные биология и генетика

Нуклеиновые кислоты, белки клетки; Молекула иРНК; Генные мутации

2) Клеточный (клетка, бактерии, одноклеточные)

Основной уровень жизни, т.к. клетка – структурна

я и

функционал ьная единица всех организмов

Комплексы молекул химических

соединений и органоиды клетки

Регуляция химических реакций; деление клеток; биосинтез, фотосинтез;

Цитология

,

цитогенет ика,

эмбриолог

ия,

микробио логия

Строение эритроцита; Хлоропласт; Хромосомные мутации

3) Тканевый

(ткань)

Ткани растений и животных (группы клеток, сходных по строению, происхожде нию и выполняем ым функциям)

Клетки, сходные по строению и функциям + межклеточн ое вещество

Обмен веществ; раздражимо

сть, рост, регенерация.

Анатомия,

физиологи

я

Многослойны

й эпителий

4) Органный

(органы)

Органы и системы органов

состоящие из различных тканей и

выполняющ их сходные функции

Ткани разных типов входят в состав органов

Пищеварени

е;

газообмен; транспорт веществ; движение и др.

Анатомия,

физиологи

я

Сердце кошки; Работа

мышцы

5)

Организменный(о рганизм \ особь)

Отдельная

особь (в т.к. одноклеточ ные и бактерии)

Одно- или многоклето чный организм;

Обмен веществ; раздражимо

сть;

размножени

е; онтогенез;

Анатомия,

физиологи

я,

генетика;

Строение бактерий; Одна утка; Фенотипичес кое проявление

нервногуморальная регуляция;

геномных мутаций

6)

Популяционновидовой (популяция)

Популяции одного вида и сам вид. С этого уровня начинает осуществля ться эволюция.

Группы

родственны

х

особей, объединенн ых общим генофондо м + взаимодейс

твием с

окружающе

й средой

Обмен ген. информации при скрещивани

и,

изменение генофонда, выработка адаптаций; видообразов ание; внутривидов ые отношения;

Экология, генетика

популяци

й,

эволюция;

Слон

африканский; Озимая пшеница, устойчивая к поражению грибамипараз итами; Генофонд всех особей вида сосна сибирская;

7) Экосистемный, биоценотический

(экосистема)

Уровень сообщества, где взаимодейс твуют виды между собой и с

окружающе

й средой

Популяции разных видов; факторы среды; сети питания

Биологическ ий круговорот веществ и поток

энергии, поддержива ющие

жизнь;

Межвидовы

е

отношения;

Биогеогра фия, экология;

Симбиоз рака отшельника и актинии; Озеро, как

местообитани

я

лягушки озёрной; Пищевые

сети;

Лиственный лес

8) Биосферный

(биосфера)

Высший уровень организаци и, включает биосферу – живую оболочку Земли

Биогеоцено зы и антропоген ное воздействие

Активное взаимодейст вие живого и неживого вещества планеты; биологическ ий глобальный круговорот; биогеохими ческое участие человека в процессах биосферы

Экология и ее

направлен ия

(космичес

кая,

глобальна

я,

социальна

я)

Круговорот воды; Биогенная миграция атомов; Оболочка Земли, преобразован ная деятельность

ю живых организмов

Метод

Описание и применение

Примеры из ЕГЭ

Световое микроскопирование

Наблюдение живых и неживых объектов. Клетки рассматривают в проходящем свете; Можно увидеть: клетки, вакуоли растений, ядро, хлоропласты, клеточную стенку.

Изображения – цветные и ч\б;

НЕдорогостоящий и

НЕтрудоемкий метод;

Ответ «микроскопия \ микроскопирование»: * Определение количества эритроцитов в пробе крови человека;

*                    Изучение строения клеток кожицы лука;

*                    Изучение особенностей фаз митоза на фиксированном препарате;

*                    Определение структуры митохондрий

Электронное микроскопирование

Наблюдение неживых объектов, дает большее увеличение.

Через объект проходит поток электронов и создается изображение на фотопластинке; Можно увидеть: рибосомы, микротрубочки, мембраны ЭПС, вирусы;

Изображения – ч\б; Дорогостоящий и трудоемкий метод;

Центрифугирование

Разделение смесей на составляющие под действием центробежной силы. Органоиды клетки разделяются по плотности и молекулярной массе (от тяжелого к легкому):

ядро → митохондрии и хлоропласты → лизосомы → рибосомы.

* Избирательное выделение органоидов клетки для последующего изучения; * Разделение легких и тяжелых фракций органических соединений.

Хроматография

Разделение содержимого клетки и анализ смеси веществ

(белки, пигменты). Основан на распределении компонентов между двумя фазами: неподвижной (нанесенной на колонку) и подвижной, протекающей через неподвижную.

* Разделение основных пигментов из экстракта листьев.

Электрофорез

Близкий к хроматографии метод, разделению веществ в геле способствует электрический ток. проводится в хроматографической камере с электродами. 

Выделение фрагмента ДНК и

его изучение в УФизлучении, благодаря окрашиванию.

Рентгеноструктурный анализ

Основан на дифракции рентгеновских лучей. 

Можно изучить строение молекул белков, нуклеиновых кислот, других веществ, входящих в состав цитоплазмы.

Метод меченых атомов(= авторадиография)

В изучаемой молекуле один атом заменяют на радиоактивный (его излучение легко обнаружить). 

Применяется при изучении биосинтеза белка, проницаемость клеточной оболочки, осаждение веществ в

органе \ ткани.

Метод культуры клеток и тканей

Выращивание клеток (тканей и целых органов) на искусственной питательной среде.  

Применимо для всех живых клеток.

Генная инженерия

Клеточная инженерия

• совокупность методов,

позволяющих путем операций in vitro переносить генетическую информацию из одного организма в другой.

Основная задача – получение необходимых белков в промышленном масштабе.

• создание клеток с новыми свойствами с помощью специальных методов.

Новые клетки создаются из отдельных фрагментов разных клеток, принадлежащих разным видам организмов. При этом образуется клетка, обладающая признаками нескольких исходных организмов.

• Получение гормона инсулина, антибиотиков

1. Клетка – элементарная структурная единица живого.

Все организмы состоят из клеток. Вне клетки жизни нет (исключение - вирусы).

2. Клетка – функциональная единица живого.

Клетка проявляет весь комплекс жизненных функций. 

3. Клетки всех организмов гомологичны.

Все клетки сходны по своему химическому составу и имеют общий план строения. Сходное клеточное строение организмов – свидетельство того, что все живое имеет единое происхождение.

4. Клетка – генетическая единица живого.

Клетка – единица размножения и развития живого. В хромосомах клетки содержится информация о развитии всего организма.

5. Клетки многоклеточных организмов дифференцированы.

В многоклеточных организмах клетки дифференцированы (разнообразны) по строению и функциям. Они объединены в ткани, органы и системы органов.

6. Клетка образуется от клетки (Р.Вирхов).

Новая клетка образуется путем деления материнской клетки.