23. Опишите механизм транспорта органических веществ растениями. Что такое модель Мюнха?

У тех многочсленных растений, у которых корни и другие органы удалены от мест фотосинтез, для распределения продуктов фотосинтеза нужна специальная транспортная система. У сосудистых растений эти органические продукты переносятся из главных органов фотосинтеза – листьев – ко всем остальным частям растения по флоэме. Флоэма состоит из ситовидных элементов (живые, имеют протопласт без ядра), клеток-спутниц (содержат ядра ситовидных элементов), паренхимы, волокон и склереид. Между соединенными ситовидными элементами имеются ситовидные пластинки.

В 1930 г Мюнх предложил чисто физическую гипотезу, объясняющую, как происходит транслокация в ситовидных трубках. В ванну с водой погружают два сосуда А и В, соединенных между собой трубкой. Сосуды А и Б и трубка выполнены из полупроницаемой мембраны, эта конструкция также заполнена водой. Если в сосуд А поместить какое-либо вещество, например сахарозу, то вода из ванной будет сремиться в сосуд А и разбавить раствор, тем самым создавая ток воды по трубке. В результате часть сахарозы будет переносится из сосуда А в сосуд В. Это будет происходить до тех пор, пока концентрации сахарозы в сосудах А и В не уравняются.

Перенесем модель Мюнха на реальное растение: сосуды ксилемы и флоэмы взаимосвязаны на всем своем протяжении и вещества из одних сосудов могут передоваться в другие (хотя у ксилемы и фломэмы противоположный ток). Вода из ксилемы поступает во флоэму на всем протяжении. А перемещение сахара осуществляется с помощью активного транспорта с затратами энергии.

2. Опишите уровни иерархии в биологии. В чем заключается принцип эмерджентности свойств и его методологические следствия? Покажите в чем аналогичность и множественность биосистем.

В основе организации жизни лежит иерархия. Ген(3) – клетка(2) – организм(1) – популяция(4) – сообщество(5). В таком порядке изучали природу, все в отдельности, но каждый раз открывая что-то новое, что и считали единицей жизни. Антонио Ван Левенгук впервые употребил термин трофические связи и показал, что каждый из этих уровней уникален, поэтому все они нужны и их необходимо сравнивать.

Иерархия – тип структурных отношений в многоуровневых системах, заключающийся во взаимодействии «по вертикали».

Уровни биологической организации – биологические системы, различающиеся по принципам организации и масштабам явлений. Основные уровни: молекулярный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический. Уровни иерархии: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.

Молекулярный. На молекулярном уровне происходят фундаментальные энергетические, структурные и информационные процессы.

Клеточный. Клетка является структурной и функ­циональной единицей, а также единицей развития всех живых организмов, обитающих на Земле.

Тканевый. Ткань – совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполнением общей функции.

Органный. Органы – это структурно-функцио­нальные объединения нескольких типов тканей.

Организменный. Многоклеточный организм пред­ставляет собой целостную систему органов, специализи­рованных для выполнения различных функций.

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.

Биогеоценотический. Биогеоценоз – совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами среды их обитания.

Биосферный. Биосфера – система высшего поряд­ка, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходят круговорот вещества и превращение энергии.

Если полицентрически смотреть на жизнь, то иерархия это взаимоотношение в ряду: подсистема – система – надсистема. Одно состоит из другого. Но при этом каждая система уникальна, по отношению со свойствами слагающих ее элементов, что отражает принцип эмерджентности – наличие у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также сумме элементов, не объединенных системообразующими связями. Эти качественно новые свойства, определяемые наличием связей – системные свойства. (например свойства воды Н₂О обусловлены не свойствами Н₂ и О₂, слагающими ее, а их связями.) связи между элементами порождают уникальность свойств.

Целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его частей. Методологические следствия: Целое невозможно изучить только на основе информации о ее элементах. Для изучения целой системы необязательно обладать информацией о всех элементах. Получить адекватные результаты поведения системы можно, изучая данную систему только в целом.

Принцип аналогичности: биологические системы разного уровня организации принципиально аналогичны относительно проявления общебиологических закономерностей, т.е. можно изучать экосистему по к-л организму, если читать, что организм- это экосистема. В этом случае происходит так называемое перемежение понятий: ткань – популяция клеток, организм – сообщество популяций клеток.

Принцип множественности. Каждая система состоит из множества элементов. И для достижения стабильности и надежности системы необходимо чтобы было больше элементов – чем множественнее и разнообразнее жизнь тем она надежнее и стабильнее и жизнь сама стремится быть стабильнее за счет разнообразия.