Сажин м. Шульга в. Загадки космических струн. //Наука и жизнь 1998

Шульга В. Космические линзы и поиск темного вещества во Вселенной //Наука и жизнь. 1994. №№2,4.

Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М.. 1986.

Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант: К решению парадокса времени. М., 1994.

Аженов Г.П. О причине времени //Вопросы философии. 1996. №1.

Ахундов М.Д. Концепции пространства и времени: истоки, эволюция, перспективы. М.. 1982.

Основные понятия и термины

Структурность материи, мегамир, микромир, макромир, частицы вещества, кванты полей, статистические и динамические законы, достоверность, концепция детерминизма и индетерминизма, виды взаимодействий, калибровочная инвариантность, метрические свойства пространства, топологические свойства пространства, необратимость времени, ассиметрия времени, метрика пространства-времени, симметрия (в физике), калибровочные симметрии, теорема Нетер

Тема 12. Концепция уровней организации живых систем

1. Особенности биологической формы организации материи. Отличительные признаки живого от неживого (критерии жизни). Принципы воспроизводства развития живых систем. ДНК и РНК.

2. Клеточный уровень живого. Клетка как «первокирпичик» живого, ее строение и функционирование.

3. Организменный и популяционно-видовой уровни живого. Биоценоз и биогеоциноз. Биосферный уровень.

М е т о д и ч е с к и е у к а з а н и я

Первый вопрос темы закономерно начать с рассмотрения вопроса об особенностях биологической формы организации материи. Прежде всего, важно подчеркнуть, что мир живого чрезвычайно многообразен и имеет сложную структуру. Самым распространенным является выделение на основе критерия масштабности следующих уровней организации живых систем: молекулярный, клеточный и субклеточный, организменный и органо-тканевый, популяционно-видовой уровни, а также уровень биогеоценозов и биосферный уровень. При попытке определить сущность жизни возникют значительные трудности. Большинство ученых убеждены, что жизнь представляет особую форму существования материального мира. Современная биология о вопросе сущности живого все чаще идет по пути перечисления основных свойств живых организмов или критериев жизни. Исходя из последних, жизнь можно определить как высшую из природных форм движения материи, которая характеризуется самообновлением, саморегуляцией и самовоспроизведением разноуровневых открытых систем, основу которых составляют белки, нуклеиновые кислоты и фосфороорганические соединения. Важнейшими признаками жизни являются противостояние энтропийным процессам, обмен веществ с окружающей средой, воспроизводство на основе генетического кода и молекулярная хиральность (диссиметрия – отсутствие зеркальной симметрии у молекул живой материи, приводящее к отклонению ими поляризованного луча света).

Фундаментальным свойством живых систем является их способность к самовоспроизведению, редупликации, обеспечиваемая, прежде всего, нуклеиновыми кислотами – молекулами ДНК и РНК. Процесс самовоспроизводства состоит из трех частей: репликация, транскрипция и трансляция. Репликация – это удвоение молекулы ДНК, необходимое для последующего деления клеток. Транскрипция – это перенос кода ДНК, путем образования одноцепочечной молекулы информационной РНК на одной нити ДНК. Трансляция – это синтез белка на основе генетического кода информационной РНК в особых частях клетки – рибосомах, куда доставляет аминокислоты транспортная РНК. Удалось доказать, что ДНК обладает способностью сохранять наследственную информацию организма. ДНК, находящиеся в клетке разделены на участки – хромосомы. Участок молекулы ДНК, содержащий информацию об одном из набора белков организма, называют геном.

Одним из структурных уровней живого является клеточный уровень, обсуждение которого составляет содержание второго вопроса темы. Клетка – мельчайшая элементарная живая система, первооснова строения, жизнедеятельности и размножения всех организмов. Клетки обладают разнообразием форм, размеров, функций. Существуют клетки, не содержащие ядра – прокариоты. Исторически они являются предшественниками клеток с развитой структурой, т.е. имеющих ядро – эукариотов. Клетка состоит на 705% из кислорода, 17% углерода, 10% водорода, 3% азота.

В третьем вопросе необходимо указать, что живое можно описать, с помощью концепции структурных уровней организации материи по критерию масштабности. В соответствии с этой концепцией, уровни различаются не только сложностью, но и закономерностями функционирования. Рассмотрим некоторые из них. Организменный – отражает процессы функционирования клето, строение, физиологию отдельных особей, а также функционирование и строение органов и тканей живых существ. Популяционно-видовый уровень – образован сосовкупностью видов и популяций живых систем. Популяция – это совокупность организмов одного вида, обладющих единым генофондом (совокупностью генов). Биоценоз – это совокупность живых организмов, населяющий участок среды с однородными условиями жизни. Биогеоценоз – структура живого, состоящая из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющий единый природный комплекс – экосистему. Биосферный уровень: совокупность биоценозов образует биосферу Земли. Термин «биосфера» был введен для обозначения общего облика поверхности Земли, обусловленного наличием на ней всей массы живых организмов. Два главных компонента биосферы – живые организмы и среда их обитания, существуют в постоянном взаимодействии, образуя целостную систему. В.И. Вернадский понимал биосферу как единство живого и неживого. Согласно учению Вернадского, биосфера есть тонкая оболочка Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера располагается на стыке гидросферы, литосферы и атмосферы. Установлено, что биосферу нельзя рассматривать в отрыве от живого.

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1. Чем живое отличается от неживого?

2. Как пытались объяснить процессы жизнедеятельности сторонники механицизма и редукционизма?

3. Перечислите основные уровни живого, покажите особенности каждого из них.

4. Каково содержание концепций прокариотных и эукариотных клеточных организаций?

5. Чем отличаются понятия «биоценоз» и «биогеоциноз»?

6. Относятся ли вирусы к живым или неживым телам и почему? Каков механизм действия вируса?

7. Чем отличается ДНК от РНК. Какие вирусы РНК вы знаете?

8. Чем отличается молекулярная структура живых систем от неживых?

9. Что называют молекулярной хиральностью и кто ее открыл?

10. Какие наблюдения позволили расшифровать молекулярное строение живой клетки?

Доклады и рефераты

Эволюция клеточной структуры и биологическая стрела времени.

Принципы воспроизводства и развития живых систем.

Основополагающие жизненные системы

Б и б л и о г р а ф и ч е с к и й с п и с о к

Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. М..1991.

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск. 1997.

Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания М..1997.

Лаврененко В.Н. Концепции современного естествознания. М.,1997.

Горелов А.А. Концепции современного естествознания. М..1999.

Новейщий справочник необходимых знаний. М., 2000.

Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.И. Биология: общие закономерности. М., 1996.

Вирусы – маркеры истории // Наука и жизнь 1999№10