Оглавление

Тема 3.1. Жизнь. Системность в организации живого 2

Биология как комплекс наук о живой материи 2

Понятие жизни. Признаки живого 2

Живой организм как самоорганизующаяся система 4

Структурные уровни организации живого 6

Клетка как фундаментальная единица живого 8

Тема 3.2. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем. Генетика и эволюция 10

Развитие эволюционных идей в биологии 11

Принципы биологической эволюции 13

Популяция как эволюционная единица 15

Генетика как наука о наследственности и изменчивости 18

Закономерности наследования 21

Законы Г. Менделя 21

Наследование при взаимодействии генов 22

Наследование признаков, сцепленных с полом 23

Онтогенез как поэтапная реализация генетических программ 23

Тема 3.3. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы 25

Типы питания (авто-, гетеротрофы) 25

Разнообразие живых организмов 27

Жизнь как биологический круговорот веществ, его емкость и интенсивность 35

Условия существования биосферы как открытой неравновесной системы: поток энергии, внутренняя структура 41

Живое вещество как мощная геологическая сила (планетарная роль живого вещества) 43

Взаимоотношения в биогеоценозах (трофические, топические, фабрические, форические). Разнообразие трофических взаимодействий – основа устойчивости экосистем 46

Первичная продуктивность экосистем 49

Тема 3.4. Проблема происхождения жизни: возможности естествознания 50

Возможности методов естествознания в решении проблемы происхождения жизни 50

Гипотезы происхождения жизни. Протожизнь. Возникновение клетки 50

Эволюция клеточных структур. Возникновение эукариот. Возникновение аэробов 56

Проблема распространенности жизни во Вселенной 56

Тема 3.1. Жизнь. Системность в организации живого Биология как комплекс наук о живой материи

Биология– это наука о живом, его строении, формах активности, сообществах живых организмов, их распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой.

Современная биологическая наука – результат длительного процесса развития. Она представлена целой системой дисциплин.

По объектам исследования биология подразделяется на вирусологию, бактериологию, микологию, ботанику, зоологию, антропологию.

По свойствам, проявлениям живоговыделяют:

       морфологию – науку о строении живых организмов;

       физиологию – науку о функционировании организмов;

       молекулярную биологию– науку о микроструктуре живых тканей и клеток;

       экологию – науку, изучающую взаимосвязи живых организмов друг другом и окружающей средой;

       генетику – науку о закономерностях наследственности и изменчивости.

По уровню организации исследуемых живых объектов выделяют:

       анатомию– изучает макроскопическое строение животных;

       гистологию– изучает строение тканей;

       цитологию– исследует строение живых клеток.

Важнейшим инструментом дальнейшего познания всей биологии, служит категория живого, являющаяся ключевой, исходной для всей системы биологических наук.

Понятие жизни. Признаки живого

Современная биология при описании живого идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. При этом подчеркивается, что только совокупность данных свойств может дать представление о специфике жизни.

К числу свойств живогообычно относят следующие:

 Живые организмы характеризуются сложной упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах.

 Живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию.

 Живые организмы активно реагируют на окружающую среду. Если толкнуть камень, то он пассивно сдвигается с места. Если толкнуть животное, оно отреагирует активно: убежит, нападет или изменит форму. Способность реагировать на внешние раздражения – универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных.

 Живые организмы не только изменяются, но и усложняются. Так, у растения или животного могут появляться новые элементы или новые органы, отличающиеся по своему строению, свойствам и химическому составу от породивших их структур.

 Все живое размножается. Эта способность к самовоспроизведению, пожалуй, самая поразительная способность живых организмов. Потомство всегда похоже и в то же время чем-то отличается от родителей. В этом проявляется действие механизмов наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы.

 Сходство потомства с родителями обусловлено еще одной замечательной особенностью живых организмов – передавать потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения. Эта информация содержится в генах – единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет направление развития организма. Вот почему потомки похожи на родителей. Однако эта информация в процессе передачи несколько видоизменяется, искажается. В связи с этим потомки не только похожи на родителей, но и отличаются от них.

 Живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни. Строение крота, рыбы, лягушки, дождевого червя полностью соответствует условиям, в которых они живут.

Обобщая и несколько упрощая сказанное о специфике живого, можно отметить, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут и не размножаются.

Из совокупности этих признаков вытекает следующее обобщенное определение сущности живого: жизнь есть форма существования сложных, открытых систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению.

Строго научное разграничение живого и неживого всегда встречает определенные трудности. Имеются переходные формы. Например, вирусы вне клеток другого организма не обладают ни одним из атрибутов живого, они могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки организма-хозяина и используя его ферментные системы.

Одним из сложнейших вопросов биологии является объяснение потрясающего разнообразия живого вещества по сравнению с неживым, а также того факта, что живое обладает свойством прогресса.

По мнению Н. В. Тимофеева-Ресовского на вопрос о причинах (механизмах) многообразия и прогрессивности живого по сравнению с неживым позволяют ответить три взаимодополняющих принципа:

– естественного отбора;

– конвариантной редупликации кодов наследственной информации (включающей в себя наследственные вариации, мутации);

– обязательности прогрессивного действия длительного, практически вечного естественного отбора.

Эти принципы являются универсальными для всех живых систем.