ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ УРОКА
Молекулярный биолог: Мы занимаемся расшифровкой структуры белков в клетках опухоли лабораторных мышей...
Цитолог: Мы изучаем воздействие радиации на стволовые клетки домовой мыши...
Физиолог: Мы выявили особые функциональные возможности лёгких у эндемичного рода мышиных...
Популяционный эколог: В основе динамики численности мышевидных грызунов лежат популяционные циклы...
Системный эколог: Используя меченый азот, мы установили, что трофический уровень мышевидных более высок в лесных экосистемах...
• Найдите сходство и различие предмета исследования этих специалистов. Определите тему урока, объясняющую различие их взглядов на общий объект исследования. Сравните с вариантом авторов на с. 396.
НЕОБХОДИМЫЕ БАЗОВЫЕ ЗНАНИЯ
• Какие уровни организации выделяют биологи? (9 класс)
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Размеры биологических систем
• По тексту и рисунку определите размеры биологических объектов. Почему однородные объекты различаются не более чем на три порядка? Какие физические законы для одних размеров важнее, чем для других?
Всё разнообразие и сложность природных объектов невозможно охватить взглядом. Размеры самого крупного из них (биосфера, около 1,5 • 107 м) и самого малого (вирион, около 1,5 • 10-8 м) различаются в 1015 раз. Естественно, что их существование определяется различными физическими законами. На организм влияет всё — от космических лучей, гравитации и параметров вращения планеты до полярности молекул и прочности химических связей между отдельными их частями (рис. 4.1).
Закономерности зависят от масштаба
• Что такое уровень организации? Какие уровни существуют?
Наиболее тесные взаимосвязи и зависимости наблюдаются между объектами одного и того же или ближайших размерных классов. Закономерности взаимодействия между ними также распространяются в пределах определённого масштаба. В связи с этим биологические объекты подразделяют на несколько уровней организации.
4.1. Размеры природных объектов и способы их изучения
Уровень организации — это размерный класс объектов, взаимодействия между которыми подчиняются общим закономерностям, зависящим от масштаба.
• По таблице определите, какие биологические процессы идут на каждом уровне организации и как они влияют друг на друга.
Уровни организации живой природы
Иерархическая организация биологических систем
• Как связаны друг с другом различные уровни организации?
Крупные объекты включают в себя более мелкие элементы и являются выражением их общих свойств, возникших в результате их взаимодействия. Вместе с тем свойства элементов также зависят от того, к какой общности они принадлежат. В этом проявляется иерархическая организация - соподчинённость живых систем, их «вложенность» друг в друга.
Биосфера как населённая жизнью оболочка Земли охватывает всё множество биогеоценозов. Биогеоценоз, в свою очередь, складывается из местных популяций разных, экологически дополняющих друг друга видов. Популяция состоит из отдельных особей, сменяющих друг друга в ряду поколений. Элементарной системой, обладающей всеми основными свойствами живого, является клетка, которая может быть как отдельным организмом, так и частью многоклеточного организма. Но жизнь клетки основана на взаимодействии макромолекул — обязательных элементов проявления жизни на самом дробном уровне организации.
Таким образом, природные объекты и взаимосвязи между ними весьма различны по размеру и области действия. Для их изучения требуются специальные подходы и методы, разработкой которых занимаются различные разделы биологической науки. Вместе с тем свойства каждого объекта зависят от свойств его элементов и от принадлежности к системам более высокого уровня.
ОБОБЩЕНИЕ НОВЫХ ЗНАНИЙ
Живые системы принадлежат различным, иерархически соподчинённым уровням организации. Взаимодействия в пределах каждого уровня подчиняются общим закономерностям, зависящим от масштаба. Каждый организм, с одной стороны, состоит из множества элементов, с другой - является частью более крупных биологических систем. Поэтому он оказывается вовлечённым во множество биологических процессов одновременно и находится под их влиянием.
Уровни организации: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.
ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ
1. • На каких уровнях организации биологи изучают явление жизни?
2. • Как связаны друг с другом уровни организации?
3. • Используя содержание учебника (с. 26), определите, к какому уровню организации относятся рассматриваемые закономерности.
4. • Какие методы изучения применимы на различных уровнях? Какие отрасли биологии этим занимаются?
5. • К какому уровню организации можно отнести корову, в желудке которой обитают микроорганизмы, переваривающие растительную пищу?
В этой главе вы научитесь объяснять строение и жизнедеятельность всего организма на основе изучения строения и функционирования клеток.
Для этого вы должны уметь:
- характеризовать основные положения клеточной теории;
- перечислять основные органеллы клетки, характеризовать их функции и роль в жизнедеятельности целого организма, объяснять особенности строения клеток разных царств живых организмов;
- характеризовать обмен веществ в клетке: важнейшие особенности фотосинтеза, энергетического обмена и биосинтеза белка;
- характеризовать материальные основы наследственности и способы деления клеток;
- уметь пользоваться микроскопом, готовить и рассматривать простейшие микропрепараты.
Проверьте себя!
• В чём главная суть клеточной теории?