3. Характеристика рівнів організації живої матерії та рівнів організації структури тіла сучасних живих організмів в курсі загальної біології.

Рівень організації живої матерії - це функціональне місце біологічної структури певного ступеня складності в загальній системі живої природи.

Основні властивості життя проявляються на всіх його рівнях, але характер прояви їх на кожному рівні має свої особливості. Існування життя на всіх рівнях підготовлюється і визначається структурою нижчого рівня.

1. Молекулярний. Біологічна система проявляється на рівні функціонування біологічно активних макромолекул: білків, вуглеводів, нуклеїнових кислот. З цього рівня розпочинаються найважливіші процеси життєдіяльності - кодування і передача спадкової інформації, обмін речовин і перетворення енергії. Йому властива стійкість молекулярних структур у поколіннях.

2.Клітинний. В кожній клітині як одноклітинних, так і багатоклітинних організмів відбуваються процеси обміну речовин і перетворення енергії, забезпечуються процеси розмноження і передачі нащадкам спадкової інформації. Отже, клітина є структурно-функціональною і універсальною одиницею живого.

Клітинний рівень у одноклітинних організмів співпадає з рівнем організму.

3.Тканинний. У багатоклітинних організмів під час індивідуального розвитку клітини спеціалізуються за будовою та виконуваними функціями, формуючи тканини. Тканина - сукупність клітин (подібних за будовою, походженням, функціями) і міжклітинної речовини, які виконують в організмі певну роль.

На тканинному рівні між всіма організмами спостерігається велика подібність.

4.Органний. Орган - це структурно-функціональні об'єднання кількох типів тканин (корінь, пагін, квітка - в рослини; голова, нога, серце - в людини).

Різні органи взаємодіють між собою, об'єднуючись у системи органів (травлення, дихання, кровообігу).

5.Організмовий. Організм - цілісна диференційована система органів. На рівні організму спостерігається найбільша різноманітність форм життя.

На цьому ж рівні відбуваються процеси онтогенезу, тому організмовий рівень називають ще й онтогенетичним.

6.Популяційно-видовий. Вид - сукупність близькоспоріднених оранізмів, що характеризуються певними, тільки їм властивими морфо-фізіологічними та еколого-географічними особливостями. Сукупність організмів одного виду, що населяють певну територію і так чи інакше ізольовані від особин інших сукупностей, утворює популяцію. Між особинами популяції відбувається вільне схрещування. Популяція - елементарна одиниця еволюційного процесу, в ній розпочинаються процеси видоутворення.

Цей рівень організації живого характеризується надзвичайною різноманітністю. На нашій планеті мешкає понад два мільйони видів різноманітніх організмів: дроб'янок, грибів, рослин і тварин.

7.Біогеоцинотичний. Біогеоценози - історично сформовані стійкі угрупування популяцій різних видів, що зв'язані між собою і з навколишньою природою обміном речовин, енергії та інформації. Для цього рівня характерні постійні потоки енергії між популяціями різних видів, а також постійний обмін речовин між живою (біотичною), та неживою (абіотичною) частинами біогеоценозів, тобто колообіг речовин.

8.Біосферний. Біосферу нашої планети утворюють окремі біогеоценози. Біосферний рівень організації характеризується біологічним колообігом речовин та єдиним потоком енергії, які забезпечують функціонування біосфери, як єдиної цілісної системи. Біосфера - система вищого порядку, що охоплює всі явища на Землі.

Рівні організації структури тіла

а) Доклітинний - віруси та бактеріофаги.

б) Клітинний перед'ядерний - бактерії та ціанобактерії.

в) Клітинний ядерний - водорості, гриби, найпростіші.

г) Передтканинний двошаровий - кишковопорожнинні та губки.

д) Передтканинний сланевий - водорості, гриби, лишайники.

е) Тканинний трьохшаровий - плоскі та круглі черви.

є) Тканинний багатошаровий - мохоподібні, молюски, голкошкірі.

ж) Органний - псилофіти, кільчаті черви, членистоногі, безчерепні.

з) Системний - пагінові рослини (вищі спорові рослини, голонасінні, покритонасінні) та хребетні тварини (риби, земноводні, плазуни, птахи, ссавці).

4. Характеристика змісту вступної лекції із загальної біології. Основні ідеї, поняття, положення (біологія — система наук про живу природу, сучасне визначення поняття «життя», головні етапи розвитку біологічної науки, методи досліджень в біології)

Біологія — система наук про живу природу

1. Біологія ("біос" - життя, "логос" - слово, вчення) - сукупність наук про живу природу, про життя, його форми та закономірності розвитку, Це система наук про життя на Землі на всіх рівнях організації живого. Термін "біологія" запропонували в 1802 році Ж.Б.Ламарк і Г.Р.Тревіранус, незалежно один від одного.

2. Сучасна біологія - це складний комплекс дисциплін, кожна з яких має свій предмет вивчення, завдання, об'єкти дослідження, проблеми і методи.

Сучасне визначення поняття «життя»

1. У світлі сучасних уявлень життя - це біологічна форма руху матерії, якісно особлива і вища порівняно з фізичною та хімічною формами її існування. Живому властивий вищий рівень структурного і функціонального упорядкування та узгодженості в просторі і часі, тобто утворення живих систем (організмів).

2. Життя існує безпосередньо в навколишньому середовищі у формі окремих організмів. Живі організми Землі - це відкриті, саморегульовані та самовідтворювані системи, що складаються з білків, нулеїнових кислот, жирів і вуглеводів, здатні самі синтезувати ці речовини; самостійно підтримувати і збільшувати свою високу упорядкованість в середовищі з меншим ступенем упорядкованості.

3. Живі відкриті системи безперервно обмінюються з навколишнім середовищем енергією, речовиною та інформацією. У них, на відміну від неживих, не відбувається вирівнювання енергії.

4. Живі організми характеризуються такими особливостями:

а) мають тіло певної будови (форма, розміри, органи);

б) структури живих організмів постійно руйнуються і будуються заново;

в) мають певний цикл розвитку (онтогенезу);

г) живуть у певному середовищі (вода, грунт, повітря).

Головні етапи розвитку біологічної науки

1. Період практичних донаукових знань (від кам'яного періоду до рубежу ХУ-ХУІ ст.)

2. Описовий період (від рубежу ХУ-ХУІ ст. до середини XIX ст.)

3. Друга половина XIX ст. ~ розробка основ еволюційного вчення Ч.Дарвіним, відкриття основ закономірностей спадковості та мінливості ПМенделем, подвійного запліднення С.Г.Навашиним.

4. Перша половина XX ст. - перевідкриття закономірностей спадковості і народження науки генетики (К.Корренс, Е.Чермак, Г.Де-Фріз), розробка теорії мутацій (Г.Де-Фріз) та індукованого мутагенезу (С.Меллер), обґрунтування і докази хромосомної теорії (Т.Г.Морган), розробка вчення про біосферу (В.І.Вернадський), відкриття і використання електронної мікроскопії.

5 Друга половина XX ст. - відкриття вторинної структури ДНК (Д.Уотсон, Ф.Крик), розшифровка генетичного коду (М.Ніренберг), механізму регуляції синтезу білків (Ф.Жакоб, Ж.Л.Моно), синтез штучного гена (Г.Корана), розробка методів генної інженерії і клонування живих організмів (Стюард, Гьордон), відкриття збуднику СНІД - віруса імунодефіциту людини (Р.Галло, Л.Монтаньє).

Методи досліджень в біології

1. Описовий метод - спостереження, опис і порівняння біологічних об'єктів і явищ з метою їх оцінки.

2. Порівняльний метод - знаходження загальних закономірностей в будові та життєдіяльності різних живих організмів. Порівняльно-описовий метод застосовується при відкритті і вивченні нових видів живих організмів.

3. Історичний метод - запропонований Ч.Дарвіним, дозволяє на основі даних про сучасний органічний світ і його минуле пізнати процеси розвитку живої природи, її еволюцію.

4. Експериментальний або метод досліджень - вивчення властивостей біологічних об'єктів і явищ шляхом постановки польових і лабораторних експериментів. Це найбільш глибокий метод вивчення біологічних об'єктів та явищ.

5. Статистичний метод - математична обробка результатів дослідження з метою перевірки їх вірогідності, істотної різниці.

6. Моделювання - імітація процесів, недоступних для безпосереднього спостереження або експериментального відтворення. Особливе місце належить математичному моделюванню, завдяки якому мона проаналізувати складні кількісні взаємозв'язки і закономірності.

7. Метод моніторингу - система постійних спостережень за станом і перебігом певних процесів у конкретних біологічних об'єктах, окремих екосистемах або біосфері в цілому.