Презентация к уроку "Самоорганизация в живых системах" биология 11 класс

Самоорганизация в живых системах

• Сложные открытые неравновесные системы способны к развитию с усложнением.
• Усложнение происходит за счет увеличения количества элементов в системе.

Кишечная палочка

Дрозофила

4377 генов

13500 генов

Но увеличение элементов не всегда ведет к усложнению системы.

Дафния

человек

Геном 31 тыс.генов

Геном 23 тыс.генов

Усложнение организма человека по сравнению с другими видами было достигнуто в ходе эволюции не за счет увеличения элементов (генов), а за счет образования все новых и новых связей между ними.

Функциональные сети

Функциональные сети - способ существования и работы сложных систем, в том числе и живых. Последовательность событий ( реакций) влияющих на какой-либо процесс

Формирование эмбриона

Белковые сети- Группы координированно работающих белков, которые осуществляют взаимосвязанные процессы в клетке.

Генные сети- группы координированно работающих генов, контролирующих все основные процессы, протекающие в живом организме.

Самоорганизация живых систем

Самоорганизация - самопроизвольное усложнение, структурирование систем без поступления извне команд, инструкций, а только при поступлении энергии.

Самоорганизация- процесс упорядочивания в сложной открытой системе.

Живые системы- одни из самых сложных в природе.

Живая природа обладает свойством иерархичности, что дает возможность изучения отдельно каждого уровня.

Молекулярный

Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, осуществляется на уровне взаимодействия биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, поли сахаридов, а также других важных органических веществ.

С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.

Макромолекулы-основа живого

Клеточный

Клетка — структурная и функциональная единица, а так же единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле.

Неклеточных форм жизни нет, а существование вирусов лишь подтверждает это правило, так как они могут проявлять свойства живых систем только в клетках.

Первое изображение живых клеток: рисунок из «Микрографии» Гука (1665).

Тканевый

мышечная ткань

Ткани растений

нервная ткань

Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток и межклеточного вещества, объединенных 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 них наиболее значительная — защитная.

Организменный

Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию.

Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных на выполнении различных функций.

Акула белая

гриб

человек

Надорганизменные уровни. Популяционно-видовой

Совокупность организмов одного и того же вида , объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка.

В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования .

Популяция - небольшая группа одинаковых особей (стая волков, прайд львов)

Вид - все особи популяции вместе взятые.

«Слон»- организменный уровень

«стая слонов»- популяционный

«Слон африканский»- видовой уровень

Биогеоценотический (экосистемный)

Биогеоценоз — совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами конкретной среды их обитания — компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. Он включает: неорганические и органические вещества, автотрофные и гетеротрофные организмы. Основные функции биогеоценоза — аккумуляция и перераспределение энергии.

Примеры: лес, озеро, болото

Дубовая роща

Биосферный

Биосфера — самый высокий уровень организации жизни на нашей планете

На биосферном уровне происходят круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.

Роль флуктуаций в процессах самоорганизации

• Флуктуация - случайные отклонения какого-либо параметра, характеризующего систему, от его наиболее вероятного значения.

• Флуктуация выводит систему из равновесного состояния.

В результате система может:

1. вернуться в прежнее устойчивое состояние (саморегуляция)

2. скачком перейти в другое устойчивое состояние

3. система погибнет

Флуктуации существуют постоянно, но система «выбирает» те, которые ведут к новому оптимальному состоянию.

закрепление

1. Выберите два верных ответа из пяти. Какие из уровней организации жизни являются надвидовыми?

• 1)  популяционно-видовой
• 2)  органоидно-клеточный
• 3)  биогеоценотический
• 4)  биосферный
• 5)  молекулярно-генетический

2. Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой природы» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Уровень

Пример

Популяционно-видовой

Круговорот воды

Немецкая овчарка

3. Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой природы» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Уровень

Пример

Популяционно-видовой

Репликация ДНК

Озерная лягушка мечет икру

4. Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой природы» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин. 

Уровень

организменный

Пример

работа мышцы под воздействием нервных импульсов

нервная клетка (строение нейрона)

5. Необходимое условие устойчивого развития биосферы  —

• 1) сокращение численности хищных животных
• 2) уничтожение насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур
• 3) создание искусственных агроценозов
• 4) создание разнообразия видов растений и животных в экосистеме

6. Почему клетку считают структурной и функциональной единицей живого?

Пояснение.

• 1)   Живые системы состоят из клеток.
• 2)   Клетка может быть частью многоклеточного организма или самостоятельным организмом.
• 3)   Живые системы развиваются из одной клетки.
• 4)  Клетка – это мельчайшая единица живого, в которой происходят все жизненно важные процессы (поступление питательных веществ, их расщепление, превращение энергии, образование различных органических соединений, деление и др.).

7. Биосфера  — открытая система, так как в ней

1) используется энергия Солнца

2) организмы объединены биотическими связями

3) биогеоценозы связаны между собой

4) однородные условия существования для организмов

8. Какие науки изучают живые системы на организменном уровне? Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны.

• 1)  анатомия
• 2)  биоценология
• 3)  физиология
• 4)  молекулярная биология
• 5)  эволюционное учение

9. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Таксономическая единица Вид существует на уровне организации жизни

• 1)  популяционно-видовом
• 2)  организменном
• 3)  клеточном
• 4)  надорганизменном
• 5)  молекулярном