Тема 1 Жизнь, её свойства, уровни организации, происхождение и многообразие
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ КУРСУ
Цель:
- ознакомить с фундаментальными понятиями и теориями современной биологии. Расширить знания о науке систематике и ее задачах, о классификации органического мира.
План:
1 Предмет, задачи и методы биологии
2 Уровни организации живой природы
3 Систематика живых организмов
1 Предмет, задачи и методы биологии
Биология – наука о живой природе. Многообразие живой природы настолько велико, что современная биология представляет собой комплекс биологических наук, значительно отличающихся одна от другой. При этом каждая имеет собственный предмет изучения, методы, цели и задачи.
Биологические науки можно разделить по направлениям исследований.
1. Науки, изучающие систематические группы живых организмов: вирусология – наука о вирусах, микробиология – наука о микроорганизмах, микология – наука о грибах, ботаника (фитология) – наука о растениях, зоология – наука о животных, антропология – наука о человеке.
2. Науки, изучающие разные уровни организации всего живого: молекулярная биология – наука о свойствах и проявлении жизни на молекулярном уровне, цитология – наука о клетках, гистология – наука о тканях.
3. Науки, изучающие структуру, свойства и проявление жизни отдельных организмов: анатомия - наука о внутреннем строении, морфология – наука о внешнем строении, физиология – наука о жизнедеятельности целостного организма и его частей, генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов.
4. Науки, изучающие структуру, свойства и проявление коллективной жизни и сообществ живых организмов: экология – наука об отношении живых организмов между собой и окружающей средой, биогеография – наука о закономерностях географического распространения живых организмов.
5. Науки о развитии живой материи: биология индивидуального развития – наука о развитии живого организма от момента его зарождения до смерти, эволюционное учение – наука об историческом развитии живой природы, палеонтология – наука о развитии жизни в прошлые геологические времена.
6. Науки, использующие различные методы исследований: биохимия – наука о живых веществах и процессах в живых организмах; биофизика – наука о физических и физико-химических явлениях в живых организмах.
7. Прикладные науки: биотехнология –совокупность методов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью живых организмов, бионика – разработка технических устройств по подобию живых систем, растениеводство, животноводство, ветеринария и др.
Задачи биологии: изучение закономерностей проявления жизни в строение и функций живых организмов и их сообществ, распространение, происхождение и развитие, связи друг с другом и неживой природой); раскрытие сущности жизни; систематизация многообразия живых организмов.
Методы биологических исследований. Современная биология располагает широким набором методов исследования. Основными являются следующие методы. Метод наблюдения и описания заключается в сборе на анализе сходства и различий изучаемых объектов.
Исторический метод изучает ход развития исследуемого объекта. Метод эксперимента дает возможность изучать явления природы в заданных условиях.
Метод моделирования позволяет описывать сложные природные явления относительно простыми моделями.
Связь с другими науками. Биология тесно связана с фундаментальными науками (математикой, физикой, химией), естественными (геологией, географией, почвоведением), общественными (психологией).
2Уровни организации живой природы
Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить её на ряд уровней. Уровень организации живой материи – позволяет условно подразделить её на ряд уровней. Уровень организации живой материи –это функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей иерархии живого. Выделяют следующие уровни организации живой материи: молекулярной субклеточный, клеточный, органно-тканевой, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биосферный.
1 Молекулярный(молекулярно-генетический). На этом уровне живая материя организуется в сложные высокомолекулярные органические соединения, такие как белки, нуклеиновые кислоты и др.
2 Субклеточный (надмолекулярный). На этом уровне живая материя организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные структуры.
3 Клеточный. На этом уровне живая материя представлена клетками. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого.
4 Органно-тканевой. На этом уровне живая материя организуется в ткани и органы. Ткань-совокупность клеток, сходных по строению и функциям, а также связанных с ними межклеточных веществ. Орган-часть многоклеточного организма, выполняющая определенную функцию или функции.
5 Организменный (онтогенетический). На этом уровне живая материя представлена организмами. Организм (особь, индивид) –неделимая единица жизни, её признаками.
6 Популяционно-видовой. На этом уровне живая материя организуется в популяции. Популяция – совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Вид-совокупность особей (популяций особей), способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающих в природе определенную область (ареал).
7 Биоценотический. На этом уровне живая материя образует биоценозы. Биоценоз –совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.
8 Биогеоценотический. На этом уровне живая материя формирует биогеоценозы. Биогеоценоз –совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва).
8 Биосферный. На этом уровне. Живая материя формирует биосферу. Биосфера-оболочка Земли, преобразованная деятельностью живых организмов.
Биогеоценотический и биосферный уровни организации живой материи выделяют не всегда, поскольку они представлены биокосными системами включающими не только живое вещество, но и неживое. Также часто не выделяют субклеточный и органно-тканевой уровни, включая их в клеточный и организменный соответственно.
3Систематика живых организмов
В настоящее время на земле описано более 2,5 млн. видов живых организмов. Для упорядочения такого многообразия живых организмов служат систематики, классификация и таксономия. Систематика –раздел биологии, занимающийся описанием, обозначением и классификацией существующих и вымерших организмов по таксонам.
Классификация – распределение всего множества живых организмов по определенной системе иерархически соподчиненных групп –таксонов. Таксономия – раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации. Таксон – искусственно выделенная человеком группа организмов, связанных той или иной степенью родства и, в то же время, достаточно обособленная, чтобы ей можно было присвоить определенную таксономическую категорию того или иного ранга.
В современной классификации существует следующая иерархия таксонов: царство, отдел (тип в систематике живых). Кроме того, выделяют промежуточные таксоны над –и подотделы, над –и подклассы и т.д.
Систематика живых организмов постоянно изменяется и обновляется. В настоящее время она имеет следующий вид:
I Неклеточные формы. Царство Вирусы.
II Клеточные формы.
1 Надцарство Прокариоты (Procariota)
1) царство Бактерии (Procariota)
2) царство Археобактерии (Archoebacteria Archae bacteriobiobionta)
3) царство Прокариотические водоросли:
а) отдел Синезеленые водоросли, или Цианен (Cyanobionta)
б) царство Прохлорофитовые водоросли, или Прохлорофиты
( Procholorhyta)
Ряд ученых выделяют в надцарстве Прокариоты одно царство Дробянки, которое включает три подцарства: Бактерии, Археобактерии и Цианобактерии
2 Надцарство Эукариоты (Ecariota)
1) царство Растение (Phitobiota или plantaerocariota)
а) подцарство Багрянки (Rhodobionta)
б) подцарство Настоящие водоросли: (Phycobionta)
в) подцарство Высшие растения (Embryobionta)
2) царство Грибы ( Fungi, Mycobionta, Mycetaiia или Mycota)
а) подцарство Низшие грибы (одноклеточные)
б) подцарство Высшие грибы (многоклеточные)
3) царство животные (Animalia, Zoodionta)
а) подцарство Простейшие или Одноклеточные(Protozoa, Protozoobionta)
б) подцарство Многоклеточные (Metazoa, Metazoobionta)
Литература:2, с.22-24
Контрольные вопросы:
1 В чем заключается суть идеи о самозарождении жизни?
2 Каковы основные задачи систематики?
3 Почему К. Линнея считают основоположником современной систематики?
4 Какова основная заслуга ч. Дарвина в систематике?
5 В чем заключается основное различие между прокариотами и эукариотами?