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.

Различают такие уровни организации живой материи - уровни биологической организации: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой и экосистемный.

Молекулярный уровень организации - это уровень функционирования биологических макромолекул - биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов, стероидов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности: обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации . Этот уровень изучают: биохимия, молекулярная генетика, молекулярная биология, генетика, биофизика.

Это уровень клеток (клеток бактерий, цианобактерий, одноклеточных животных и водорослей, одноклеточных грибов, клеток многоклеточных организмов). Клетка - это структурная единица живого, функциональная единица, единица развития. Этот уровень изучают цитология, цитохимия, цитогенетика, микробиология.

Тканевый уровень организации - это уровень, на котором изучается строение и функционирование тканей. Исследуется этот уровень гистологией и гистохимией.

Органный уровень организации - это уровень органов многоклеточных организмов. Изучают этот уровень анатомия, физиология, эмбриология.

Организменный уровень организации - это уровень одноклеточных, колониальных и многоклеточных организмов. Специфика организменного уровня в том, что на этом уровне происходит декодирование и реализация генетической информации, формирование признаков, присущих особям данного вида. Этот уровень изучается морфологией (анатомией и эмбриологией), физиологией, генетикой, палеонтологией.

Популяционно-видовой уровень - это уровень совокупностей особей - популяций и видов . Этот уровень изучается систематикой, таксономией, экологией, биогеографией, генетикой популяций . На этом уровне изучаются генетические и экологические особенности популяций , элементарные эволюционные факторы и их влияние на генофонд (микроэволюция), проблема сохранения видов.

Экосистемный уровень организации - это уровень микроэкосистем, мезоэкосистем, макроэкосистем. На этом уровне изучаются типы питания, типы взаимоотношений организмов и популяций в экосистеме, численность популяций , динамика численности популяций, плотность популяций, продуктивность экосистем, сукцессии. Этот уровень изучает экология.

Выделяют также биосферный уровень организации живой материи. Биосфера - это гигантская экосистема, занимающая часть географической оболочки Земли. Это мега-экосистема. В биосфере происходит круговорот веществ и химических элементов, а также превращение солнечной энергии.

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.

Мир живой природы представляет собой совокупность биологических систем разного уровня организации и различной соподченённости. Они находятся в непрерывном взаимодействии. Выделяют несколько уровней живой материи:

Молекулярный – любая живая система, как бы сложно она ни была организована, проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также важных органических веществ. С этого уровня начинается важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др. – наиболее древний уровень структуры живой природы, граничащий с неживой природой.

Клеточный – клетка – структурная и функциональная единица, также единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Не клеточных форм жизни нет, а существование вирусов лишь подтвержает это правило, так как они могут проявлять свойства живых систем только в клетках.

Тканевой — Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток, объединённых выполнением общей функции.

Органный — у большинства животных орган- это структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей. Например, кожа человека как орган включает эпителий и соединительную ткань, которые вместе выполняют целый ряд функций среди которых наиболее значительная — защитная.

Организменный — многоклеточный организм представляет собой целостную систему органов, специализированных для выполнения различных функций. Различия между растениями и животными в строении и способах питания. Связь организмов со средой обитания, их приспособленность к ней.

Популяционно-видовой – совокупность организмов одного итого же вида, объединённых общим местом обитания, создаёт популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования.

Биогеоценотический — биогеоценоз — совокупность организмов разных видов и различной сложности организации, всех факторов среды обитания.

Биосферный — биосфера -самый высокий уровень организации живой материи на нашей планете, включающая всё живое на Земле. Таким образом, живая природа представляет собой сложно организованную иерархическую систему.

2. Размножение на клеточном уровне, митоз его биологическая роль

Митоз (от греч.mitos- нить),тип клеточного деления, в результате которого дочерние клетки получают генетический материал, идентичный тому, который содержался в материнской клетке. Кариокинез, непрямое деление клетки, наиболее распространённый способ воспроизведения (репродукции)клеток, обеспечивающий тождественное распределение генетического материала между дочерними клетками и преемственность хромосом в ряду клеточных поколений.

Рис. 1. Схема митоза: 1, 2 – профаза; 3 – прометафаза; 4 – метафаза; 5– анафаза; 6 – ранняя телофаза; 7 – поздняя телофаза

Биологическое значение митоза определяется сочетанием в нём удвоения хромосом путём продольного расщепления их и равномерного распределения между дочерними клетками. Началу Митоз предшествует период подготовки, включающий накопление энергии, синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (днк) и репродукции центриолей. Источником энергии служат богатые энергией, или так называемые макроэргические соединения. Митоз не сопровождается усилением дыхания т.к окислительные процессы происходят в интерфазе (наполнение «энергетического резерву ара»). Периодическое наполнение и опустошения энергетического резерву ара-основа энергетики митоза.

Стадии митоза следующие. Единый процесс. Митоз обычно подразделяют на 4 стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Рис. 2. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Интерфаза

Иногда описывают ещё одну стадию, предшествующую началу профазы — препрофазы (антефазу). Препрофаза — синтетическая стадия Митоз, соответствующая концу интерфазы (S- G 2 периоды) . включает удвоение ДНК и синтез материала МИТОТИЧЕСКОГО АППАРАТА. В ПРОФАЗЕ происходят РЕОРГАНИЗАЦИЯ ядра с КОНДЕНСАЦИЕЙ и спирализацией ХРОМОСОМ, разрушение ядерной оболочки и формирование митотического аппарата путём синтеза белков и «сборки» их в ориентированную систему ВЕРЕТЕНА ДЕЛЕНИЕ КЛЕТКИ.

Рис. 3. Митоз в меристематических клатках корешка лука (микрофотография). Профаза (фигура рыхлого клубка)

Рис. 4. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Поздняя профаза (разрушение ядерной оболочки)

МЕТАФАЗА – заключается в движении ХРОМОСОМ к экваториальной плоскости (метакинез, или прометафаза),формировании экваториальной ПЛАСТИНКИ («материнской звезды») и в разъединении хроматид, или сестринских хромосом.

Рис. 5. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Прометафаза

Рис.6. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Метафаза

Рис. 7. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Анафаза

АНАФАЗА — стадия расхождения хромосом к полюсам. Анафазное движение связано с удлинением центральных нитей ВЕРЕТИНА, раздвигающего митотические полюсы, и с укорочением хромосомальных МИКРОТРУБОЧЕК митотического аппарата. Удлинение центральных нитей ВЕРЕТЕНА происходит либо за счёт ПОЛЯРИЗАЦИИ «запасных макромолекул», достраивающих МИКРОТРУБОЧКИ веретина, либо за счёт дегидратации этой структуры. Укорочение хромосомальных микротрубочек обеспечивается СВОЙСТВАМИ сократительных белков митотического аппарата, способных к сокращению без утолщения. ТЕЛОФАЗА — заключается в реконструкции дочерних ядер из хромосом, собравшихся у полюсов, разделение клеточного тела (ЦИТОТИМИЯ, ЦИТОКИНЕЗ)и окончательном разрушении митотического аппарата с ОБРАЗОВАНИЕМ промежуточного тельца. Реконструкция дочерних ядер связана с десперализацией хромосом, ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ядрышка и ядерной оболочки. Цитотомия осуществляется, путём образования клеточной ПЛАСТИНКИ (в растительной клетке) или путём образования борозды деления (в животной клетке).

Рис.8. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Ранняя телофаза

Рис. 9. Митоз в меристематических клетках корешка лука (микрофотография). Поздняя телофаза

Механизм цитотомии связывают либо с сокращением желатинизированного кольца ЦИТОПЛАЗМЫ, опоясывающего ЭКВАТОР (гипотеза» сократимого кольца»),либо с расширением поверхности клетки вследствие распрямления петлеобразных белковых цепей (гипотеза «расширение МЕМБРАН»)

Продолжительность митоза — зависит от размеров клеток, их плоидности, числа ядер, а также от условий окружающей среды, в частности от температуры. В животных клетках Митоз длится 30 – 60 мин, в растительных 2-3 часа. Более длительные стадии митоза, связанные с процессами синтеза (препрофаза, профаза, телофаза) самодвижение хромосом (метакинез, анафаза) осуществляется быстро.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ МИТОЗА — постоянство строения и правильность функционирования органов и тканей многоклеточного организма были бы невозможны без сохранения одинакового набора генетического материала в бесчисленных клеточных поколениях. Митоз обеспечивает важные проявления жизнедеятельности: эмбриональное развитие, рост, восстановление органов и тканей после повреждения, поддержание структурной целостности тканей при постоянной утрате клеток в процессе их функционирования (замещение погибших эритроцитов, случившихся клеток кожи, эпителия кишечника и пр.) У простейших митоз обеспечивает бесполое размножение.

3. Гаметогенез, характеристика половых клеток, оплодотворение

Половое клетки (гаметы) — мужские сперматозоиды и женские яйцеклетки (или яйца) развиваются в половых железах. В первом случае путь их развития называют СПЕРМАТОГЕНЕЗОМ (от греч. sperm — семя и genesis — происхождение), во втором – ОВОГЕНЕЗОМ (от. лат. оvо — яйцо)

Гаметы – половые клетки, участие их в оплодотворении, образовании зиготы (первая клетка нового организма). Результат оплодотворения – удвоение числа хромосом, восстановление их дип-лоидного набора в зиготе Особенности гамет – одинарный, гапло-идный набор хромосом по срав нению с диплоидным набором хромосом в клетках тела2. Этапы развития половых клеток: 1) увеличение путем мито за числа первичных половых кле ток с диплоидным набором хромосом, 2) рост первичных половых клеток, 3) созревание половых клеток.

СТАДИИ ГАМЕТОГЕНЕЗА — в процессе развития половых как сперматозоидов, так и яйцеклеток, выделяют стадий(рис). Первая стадия — период размножения, в котором первичные половые клетки делятся путём митоза, в результате чего увеличивается их количество. При сперматогенезе размножение первичных половых клеток очень интенсивное. Оно начинается с наступлением половой зрелости и протекает в течение всего репродуктивного периода. Размножение женских первичных половых клеток у низших позвоночных продолжается почти всю жизнь. У человека эти клетки с наибольшей интенсивностью размножаются лишь во внутриутробном периоде развития. После формирования женских половых желез — яичников, первичные половые клетки перестают делится, большая часть их погибает и рассасывается, остальные сохраняются в состоянии покоя до полового созревания.

Вторая стадия — период роста. У незрелых мужских гамет этот период выражен Нерезко. Размеры мужских гамет увеличиваются незначительно. Напротив, будущие яйцеклетки – овоциты увеличиваются иногда в сотни, тысячи и даже миллионы раз. У одних животных овоциты растут очень быстро — в течение нескольких дней или недель, у других видов рост продолжается месяцы и годы. Рост овоцитов осуществляется за счёт веществ, образуемых другими клетками организма.

Третья стадия-период созревания, или мейоз (рис1).

Рис. 9. Схема образования половых клеток

Клетки, вступающие в период мейоза, содержат диплоидный набор хромосом и уже удвоенное количество ДНК(2n 4с).

В процессе полового размножения у организмов любого вида из поколения в поколение сохраняется свойственное ему число хромосом. Это достигается тем, что перед слиянием половых клеток -оплодотворением — в процессе созревания в них уменьшается (редуцируется)число хромосом, т.е. из диплоидного набора (2n)образуется гаплоидный(n). Закономерности прохождения мейоза в мужских и женских половых клетках по существу одинаковы.

Список литературы

Горелов А. А. Концепции современного естествознания. — М.: Центр, 2008.


Дубнищева Т.Я. и др. Современное естествознание. — М.: Маркетинг, 2009.


Лебедева Н.В., Дроздов Н.Н., Криволуцкий Д.А. Биологическое разнообразие. М., 2004.


Мамонтов С.Г. Биология. М., 2007.


Ярыгин В. Биология. М., 2006.


Свойства живых организмов

1. Обмен веществ и энергии с окружающей средой (главный признак живого).




2. Раздражимость (способность реагировать на воздействия).




3. Размножение (самовоспроизведение).

Уровни организации живой материи

1. Молекулярный - это уровень сложных органических веществ - белков и нуклеиновых кислот. На этом уровне происходят химические реакции обмена веществ (гликолиз, кроссинговер и т.п.), но молекулы сами по себе еще не могут считаться живыми.




2. Клеточный . На этом уровне возникает жизнь , потому что клетка - минимальная единица, обладающая всеми свойствами живого.




3. Органно-тканевой - характерен только для многоклеточных организмов.




4. Организменный - за счет нервно-гуморальной регуляции и обмена веществ на этом уровне осуществляется гомеостаз , т.е. сохранение постоянства внутренней среды организма.




5. Популяционно-видовой . На этом уровне происходит эволюция , т.е. изменение организмов, связанное с приспособлением их к среде обитания под действием естественного отбора. Наименьшей единицей эволюции является популяция.




6. Биогеоценотический (совокупность популяций разных видов, связанных между собой и окружающей неживой природой). На этом уровне происходит

• круговорот веществ и превращение энергии , а так же
• саморегуляция , за счет которой поддерживается устойчивость экосистем и биогеоценозов.

7. Биосферный . На этом уровне происходит

• глобальный круговорот веществ и превращение энергии , а так же
• взаимодействие живого и неживого вещества планеты.

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. На каких уровнях организации живого изучают значение фотосинтеза в природе?
1) биосферном
2) клеточном
3) биогеоценотическом
4) молекулярном
5) тканево-органном

Ответ




Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой уровень организации живой природы представляет собой совокупность популяций разных видов, связанных между собой и окружающей неживой природой
1) организменный
2) популяционно-видовой
3) биогеоценотический
4) биосферный

Ответ




Выберите один, наиболее правильный вариант. Генные мутации происходят на уровне организации живого
1) организменном
2) клеточном
3) видовом
4) молекулярном

Ответ




Выберите один, наиболее правильный вариант. Элементарная структура, на уровне которой проявляется в природе действие естественного отбора
1) организм
2) биоценоз
3) вид
4) популяция

Ответ




Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки служат сходными для живых и неживых объектов природы?
1) клеточное строение
2) изменение температуры тела
3) наследственность
4) раздражимость
5) перемещение в пространстве

Ответ




Выберите два верных ответа из пяти и запишите 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

Ответ




Ниже приведен перечень понятий. Все они, кроме двух, являются уровнями организации живого. Найдите два понятия, «выпадающих» из общего ряда, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) биосферный
2) генный
3) популяционно-видовой
4) биогеоценотический
5) биогенный

Ответ




1. Установите, в какой последовательности располагаются уровни организации живого. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) популяционный
2) клеточный
3) видовой
4) биогеоценотический
5) молекулярно-генетический
6) организменный

Ответ




2. Установите последовательность усложнения уровней организации живого. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) биосферный
2) клеточный
3) биогеоценотический
4) организменный
5) популяционно-видовой

Ответ




3. Расположите в правильном порядке уровни организации жизни, начиная с наименьшего.
1) биоценоз
2) популяция
3) нейрон
4) многоклеточный организм
5) биосфера

Ответ




1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Клеточный уровень организации совпадает с организменным у
1) бактериофагов
2) амёбы дизентерийной
3) вирус полиомиелита
4) кролика дикого
5) эвглены зелёной

Ответ




2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Клеточному и организменному уровням организации жизни одновременно соответствуют.
1) гидра пресноводная
2) спирогира
3) улотрикс
4) амеба дизентерийная
5) цианобактерия

Ответ




3. Выберите два верных ответа. У каких организмов совпадают клеточный и организменный уровни жизни?
1) серобактерия
2) пеницилл
3) хламидомонада
4) пшеница
5) гидра

Ответ




Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Одна амеба обыкновенная одновременно находится на:
1) Молекулярном уровне организации жизни
2) Популяционно-видовом уровне организации жизни
3) Клеточном уровне организации жизни
4) Тканевом уровне организации жизни
5) Организменном уровне организации жизни

Ответ




1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Живое от неживого отличается
1) способностью изменять свойства объекта под воздействием среды
2) способностью участвовать в круговороте веществ
3) способностью воспроизводить себе подобных
4) изменять размеры объекта под воздействием среды
5) способность изменять свойства других объектов

Ответ




2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки присущи только живому веществу?
1) рост
2) движение
3) самовоспроизведение
4) ритмичность
5) наследственность

Ответ




3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Для всех живых организмов характерно
1) образование органических веществ из неорганических
2) поглощение из почвы растворённых в воде минеральных веществ
3) активное передвижение в пространстве
4) дыхание, питание, размножение
5) раздражимость

Ответ




4. Выберите два верных ответа из пяти и запишите 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

Ответ




Установите соответствие между уровнями организации живого и их характеристиками и явлениями: 1) биоценотический, 2) биосферный. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) процессы охватывают всю планету
Б) симбиоз
В) межвидовая борьба за существование
Г) передача энергии от продуцентов консументам
Д) испарение воды
Е) сукцессия (смена природных сообществ)

Ответ




Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Онтогенез, метаболизм, гомеостаз, размножение происходят на … уровнях организации.
1) клеточном
2) молекулярном
3) организменном
4) органном
5) тканевом

Ответ




Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. На популяционно-видовом уровне организации жизни находятся
1) рыбы озера Байкал
2) птицы Арктики
3) Амурские тигры Приморского края России
4) городские воробьи Парка культуры и отдыха
5) синицы Европы

Ответ




Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Какие из уровней организации жизни являются надвидовыми?
1) популяционно-видовой
2) органоидно-клеточный
3) биогеоценотический
4) биосферный
5) молекулярно-генетический

Ответ




Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Клеточному уровню организации жизни соответствует
1) хламидомонада
2) серобактерия
3) бактериофаг
4) ламинария
5) лишайник

Ответ




Выберите два варианта. Энергетический обмен у обыкновенной амёбы происходит на уровне организации живого
1) клеточном
2) биосферном
3) организменном
4) биогеоценотическом
5) популяционно-видовом

Ответ




Выберите два верных ответа из пяти и запишите 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

Ответ

© Д.В.Поздняков, 2009-2019