Рівні організації біологічних систем. Основні метод біологічних досліджень

Рівні організації біологічних систем. Основні метод біологічних досліджень

Рівні організації живої матеріїЖива матерія може перебувати на різних рівнях організації, що поступово сформувалися у процесі еволюції: молекулярномуклітинномуорганізмовому популяційно-видовомуекосистемномубіосферному

Молекулярний рівень. На цьому рівні відбуваються біохімічні процеси й перетворення енергії в біологічних системах, а також зберігається, змінюється і реалізується спадкова інформація. Цей рівень організації живої матерії досліджують молекулярна біологія, біохімія, генетика, вірусологія.

Молекулярний рівень. На молекулярному рівні існують елементарні біологічні системи, наприклад віруси.

Клітинний рівень. Kлітина - це біологічна система, здатна до самостійного функціонування та самовідтворення. У кожній клітині як одноклітинних, так і багатоклітинних організмів відбувається обмін речовин і перетворення енергії, зберігається та реалізується спадкова інформація. Клітини здатні до розмноження. Клітинний рівень організації живої матерії вивчають цитологія.

Тканинний рівень. Тканина— сукупність клітин, спільного походження, що разом виконують спільну функцію. Наука, яка вивчає тканини – гістологія.

Органний рівень. Орган - частина тіла певної форми, що складається з однакових груп тканин і виконує певні функції. Органи, в свою чергу, об’єднуються в системи органів.

Організмовий рівень. У багатоклітинних організмів під час індивідуального розвитку клітини спеціалізуються за будовою та виконуваними функціями, часто формуючи тканини. З тканин формуються органи. Різні органи взаємодіють між собою в процесі обміну речовин та перетворення енергії, формуючи системи органів. Організмовий рівень організації живої матерії вивчає багато наук: ботаніка, зоологія, мікологія, бактеріологія та ін.

Популяційно-видовий рівень. Сукупність особин одного виду, що тривалий час існує більш або менш відокремлено від інших подібних угруповань цього виду, утворює популяцію. Наука, яка вивчає даний рівень організації – популяційна біологія

Екосистемний рівень. Популяції різних видів, які населяють спільну територію, взаємодіють між собою та із чинниками неживої природи, входять до складу надвидових біологічних систем - екосистем. Для екосистемного рівня характерні постійні потоки енергії між популяціями різних видів, а також постійний обмін речовиною між живою та неживою частинами екосистем, тобто колообіг речовин.

Біосферний рівень. Усі екосистеми нашої планети разом утворюють біосферу - частину оболонок Землі, населених живими організмами. Біосфера становить єдину глобальну екосистему нашої планети. Надорганізмові рівні організації живої матерії - популяції, екосистеми та біосферу в цілому - вивчає екологія

Основні методи біологічних досліджень.

Порівняльно-описовий метод. Цей метод започаткував видатний давньогрецький учений Арістотель. Ним користуються, описуючи нові для науки види організмів, процеси чи явища. Однак часто замало просто описати новий вид організмів, процес, явище тощо. Щоб установити своєрідність об’єкта досліджень, процесу або явища, їх потрібно порівняти з іншими подібними об’єктами, процесами чи явищами.

Експериментальний метод. Полягає в тому, що дослідники активно втручаються в будову об’єктів досліджень, перебіг різних процесів, явищ і спостерігають наслідки такого втручання. Експерименти бувають польові та лабораторні.

Моніторинг. Це постійне стеження за перебігом певних процесів в окремих популяціях, екосистемах, біосфері в цілому чи за станом певних біологічних об’єктів. Моніторинг дає змогу визначати стан певних об’єктів, популяцій, екосистеми та біосфери в цілому, прогнозувати можливі негативні зміни, аналізувати їхні наслідки і своєчасно розробляти заходи щодо їхньої охорони.

Моделювання. Метод дослідження та демонстрування структур, функцій, процесів за допомогою їхньої спрощеної імітації. Моделювання є обов’язковим етапом багатьох наукових досліджень, бо дає змогу вивчати об’єкти та процеси, які неможливо безпосередньо спостерігати чи відтворювати експериментально.

Математичне моделювання в біологіїЦе сукупність математичних методів аналізу складних кількісних взаємозв’язків і закономірностей у біологічних системах. Його здійснюють за допомогою комп’ютерної техніки, яка дає змогу зберігати величезні обсяги інформації і швидко їх обробляти з використанням спеціальних програм. За допомогою математичного моделювання, наприклад, можна вивчати взаємозв’язки організмів у екосистемах

Статистичний метод. Маса зібраних фактів, не оброблених статистично, всебічно не проаналізованих, не дає змоги виявити всю інформацію, яка в цих фактах міститься, встановити певні закономірності. Математична обробка потрібна для визначення ступеня достовірності отриманих результатів і правильного їхнього узагальнення. Застосування математично-статистичних методів визначило перетворення біології з описової науки на точну, яка базується на чіткому математичному аналізі одержаних даних.

Значення біології у житті людини. Біологія нині відіграє надзвичайно важливу роль в існуванні людського суспільства. Результати біологічних досліджень потрібні для:

Біологію недаремно називають провідною наукою XXI ст. Без сучасних досягнень біології неможливий прогрес аграрних наук, охорони здоров’я, біотехнології тощо. Утім, хоча біологія і досягла значних успіхів у вивченні живої природи, перед нею ще багато невирішених проблем. Можливо, саме вам пощастить розкрити невідомі таємниці життя на нашій планеті.

ТЕСТ НА ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬНазвіть прізвища вчених, які запропонували термін «біологія»: а) К. Лінней і Ж.-Б. Ламарк; б) Т. Шванн і М. Шлейден; в) Ж.-Б. Ламарк і Г. Р. Тревіранус; г) Ч. Дарвін і К. Бер.

2. Укажіть, як називають здатність біологічних систем зберігати відносну сталість складу та властивостей свого внутрішнього середовища:а) фагоцитоз; б) метаболізм; в) гомеостаз; г) адаптація. 

3. Укажіть біологічні системи, які перебувають на молекулярному рівні організації живої матерії: а) гриби; б) рослини; в) ціанобактерії; г) віруси.

4. Визначте найвищий рівень організації живої матерії: а) популяційно-видовий; б) біосферний; в) організмовий; г) екосистемний.

5. Назвіть метод, який учені застосовують, описуючи нові види: а) експериментальний; б) порівняльно-описовий; в) математичне моделювання; г) екологічний моніторинг.

6. Назвіть біологічні системи, яким властивий організмовий рівень організації живої матерії: а) екосистеми; б) дріжджі; в) популяції; г) віруси.

7. Назвіть біологічні системи, які належать до надорганізмових біологічних систем: а) вольвокс; б) віруси; в) популяції; г) форамініфери.

8. Установіть відповідність між об’єктами, процесами та явищами й рівнями організації живої матерії, яким вони відповідають.1 поділ клітини2 глобальний колообіг речовин3 жаба гостроморда4 вірус імунодефіциту людини (ВІЛ)А молекулярний. Б клітинний. В організмовий. Г екосистемний. Д біосферний

9. Що спільного та відмінного в будові та функціонуванні клітин одноклітинних організмів і клітин, які входять до складу тих чи інших тканин?10. Що спільного та відмінного в проявах подразливості в багатоклітинних рослин і багатоклітинних тварин?

Домашнє завдання§1, підготуватися до с.р.