Тема 7 Саморегуляция и устойчивое развитие

1.Саморегуляция и гомеостаз

1. Понятие системы. Живые системы. Взаимодействие систем

Вспомнить понятие системы и элемента, особенности живых систем и уровни организации живой материи. Взаимодействие систем. Привести примеры влияния окружающей среды на живые системы.

2. Понятие гомеостаза

Саморегуляция как процесс поддержания постоянства внутренней среды системы. Гомеостаз как результат саморегуляции. Приведите примеры саморегуляции и гомеостаза.

3. Принципы саморегулирующихся систем: прямая и обратная связи

Понятие прямой и обратной связи. Назвать разновидности обратной связи. Изобразить в виде схемы результаты обратной положительной и обратной отрицательной связей. Саморегуляция и самоорганизация.

2. Саморегуляция на клеточном уровне

   1. Регуляция экспрессии генов (работа лактозного оперона кишечной палочки)

Рассмотреть структуру лактозного оперона, объяснить функции разных участков оперона: промотора, оператора, структурных генов. Разобрать процесс регуляции расщепления лактозы. Выделить прямую и обратную связи. Докажите, что обратная связь в данном примере является отрицательной.

2. Регуляция внутриклеточного осмотического гомеостаза (регуляция работы ионных насосов)

Вспомнить, что представляют собой ионные каналы мембраны. Пассивный и активный транспорт веществ. Для чего необходимы натриевые каналы пассивного транспорта? А какова функция Na⁺/K⁺-насоса? В чем заключается гомеостаз в данном случае? Что в этой системе является прямой, а что обратной связью? Каким знаком характеризуется обратная связь?

3. Саморегуляция на организменном уровне

   1. Нейрогуморальная регуляция

Необходимость поддержания гомеостаза в условиях многоклеточности. Механизмы нервной регуляции. Рефлекс как элементарное явление в нервной регуляции. Покажите обратную отрицательную связь на примере любого рефлекса. Вспомнить иерархический принцип организации гуморальной системы: гипоталамус – гипофиз – периферические железы внутренней секреции. Обратить внимание на связь гипоталамуса с головным мозгом, т. е. на единство нервной и гуморальной регуляции. Рассмотреть регуляцию пищевого поведения животных. Выделить прямую и обратную связи. Приведите другие примеры саморегуляции физиологических процессов в организме.

2. Иммунная регуляция

Раскройте принципы функционирования иммунной системы. Вспомните, на чем основано взаимодействие между антигенами и антителами. Докажите, что иммунная система осуществляет поддержание гомеостаза на основе обратных отрицательных связей.

4. Саморегуляция на экосистемном уровне

Дайте понятия популяции, биоценоза, экосистемы. Перечислите экологические факторы: абиотические и биотические. Что такое пределы выносливости и зона оптимума того или иного фактора?

1. Элементарная саморегуляция в популяции

В чем выражается гомеостаз на уровне популяции? Раскройте понятия репродуктивного потенциала и сопротивления среды. Укажите внутрипопуляционные механизмы саморегуляции. На любом примере покажите, как осуществляется саморегуляция численности особей в популяции.

2. Трофические связи

Понятия трофических связей и пищевых цепей. Выделить три группы организмов по положению в пищевых цепях. Каково соотношение числа этих организмов в природе? Экологическая пирамида. Почему трофические связи также можно назвать энергетическими? Подойти к проблеме глобального круговорота веществ и энергии на Земле.

3. Саморегуляция в биогеоценозе (экосистеме)

В чем заключается экосистемный гомеостаз? Каким образом осуществляется саморегуляция внутри экологической пирамиды? Привести примеры. Какие условия необходимы для поддержания высокого уровня устойчивости биогеоценоза?

5. Устойчивое развитие – результат сбалансированного сочетания саморегуляции (гомеостаза) и самоорганизации (развития)

   1. Нарушение устойчивости системы

При каких условиях нарушается устойчивость экосистемы? Сукцессия как процесс смены экосистемы и ее развития к новому устойчивому состоянию. Какое явление демонстрирует сукцессия – саморегуляцию или самоорганизацию? Почему?

2. Устойчивое развитие

Объясните, что такое устойчивое развитие. Как проявляется единство саморегуляции и самоорганизации в естественном ходе устойчивого развития биосферы?

3. Кризис и смерть системы

Каковы последствия нарушения устойчивого развития? Укажите основную причину необратимых изменений биосферы в ХХ столетии. Оцените перспективы человечества и Земли в ближайшем будущем.