mozok.click

Основные понятия и ключевые термины: БИОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. Уровни организации жизни. Биологическое познание. Вспомните! Что такое биологические системы?

Подумайте!

Автомобиль (от греч. автос - сам и лат. mobilis - тот, что движется) - самоходная колёсная машина с двигателем, предназначенная для перевозки людей или грузов по безрельсовым дорогам.

Сравните автомобиль как техническую систему с лошадью как биологической системой. Что общего между этими системами и чем они отличаются друг от друга?

СОДЕРЖАНИЕ

Каковы общие особенности биологических систем?

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ - это совокупность взаимосвязанных структурных и функциональных компонентов, наиболее общими особенностями которых являются открытость, упорядоченность и уровневость. Предметом современной биологии являются биологические системы различной сложности. Основными типами биологических систем являются клетка, организм, популяция, вид, экосистема и биосфера (ил. 2).

Общими признаками биосистем являются их организация и связи. Структурная организация биосистемы определяется составными частями и компонентами. Так, клетки имеют поверхностный аппарат, цитоплазму и ядро, которые образованы определёнными компонентами (например, в цитоплазме имеются органеллы). Функциональная организация - это слаженная деятельность составных частей биосистемы; она называется функционированием. Целостность биосистем обеспечивают внутренние и внешние взаимосвязи компонентов биосистемы между собой и с внешней средой.

Биосистемы имеют ряд особенностей, отличающих их от неживых систем. Однако среди них нет ни одной, которая была бы присуща только живому. Наиболее общими особенностями биосистем являются открытость, упорядоченность и уровневость, осуществляемые благодаря способности живого к использованию и обмену веществ, энергии и информации. Биосистемы различной сложности имеют механизмы саморегуляции для сохранения динамической устойчивости, самообновления - для образования новых составных частей

вместо повреждённых или утраченных и самовоспроизводства - для преемственности существования во времени, которые являются их фундаментальными свойствами.

Итак, современное понимание сущности жизни основывается на структурно-функциональном подходе, согласно которому в биосистемах выделяют структурные компоненты, определяющие их функции и связи.

Каковы принципы взаимодействия уровней организации биологических систем?

Уровни организации биосистем - это определённый тип взаимодействия структурных и функциональных компонентов биологических систем. Большинство исследователей выделяют:  молекулярный

(составляющими являются химические элементы и соединения, биохимические реакции), клеточный (поверхностный аппарат, цитоплазма и ядро, или нуклеоид, жизненные процессы клеток), организмен-ный (клетки, ткани, органы и системы органов организмов), популяционно-видовой (организмы одного вида с их взаимоотношениями), экосистемный (организмы разных видов, взаимодействующие между собой и с окружающей средой) и биосферный (взаимосвязанные экосистемы) (ил. 3).

Уровни организации биосистем взаимодействуют по принципу единства и иерархии. Основой единства всех уровней организации биосистем являются проникающие сквозь них потоки веществ, энергии и информации. А принцип иерархии систем заключается в том, что любая система является компонентом системы высшего ранга и, в свою очередь, состоит из подчинённых ей биосистем систем низшего ранга. Так, существование организмов обеспечивается организацией строения и жизнедеятельности на молекулярном и клеточном уровнях, а сами организмы являются компонентами популяционно-видового уровня.

Итак, все уровни организации биосистем взаимосвязаны между собой благодаря триединому потоку веществ, энергии и информации и организованы по принципу иерархии.

Как организуется биологическое познание?

Биологическое познание - это организованная деятельность согласно целей и задач, результатом которой являются новые знания о живой природе. Главная задача биологической науки - построение системы достоверного знания, основанной на фактах и обобщениях, которые можно проверить и подтвердить или опровергнуть. Биология, как и любая другая наука, для накопления и обработки знаний использует такие понятия, как научный факт, гипотеза, теория, закон.

Научный факт - наблюдение или эксперимент, которые могут быть воспроизведены и подтверждены (например, лист зелёный).

• Гипотеза - обоснованное предположение, которое выдвигают для объяснения фактов (например, гипотезы происхождения человека).

• Теория - обобщение системы фактов, позволяющее делать прогнозы, которые впоследствии подтверждаются (например, клеточная теория).

• Закон - это закономерности, не имеющие исключений и устанавливающие связи между различными явлениями (например, законы наследственности).

Для познания всего разнообразия биосистем применяют самые разнообразные методы. Общие методы научного познания разделяют на две группы: эмпирические и теоретические. Методы эмпирического познания помогают изучать природные объекты, доступные для восприятия (наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент). Методы теоретического познания - методы, с помощью которых исследователь, не работая непосредственно с природными объектами, приобретает знания путём мыслительных операций (анализ, синтез, абстрагирование, конкретизация, обобщение, аналогия, гомология).

Основными методами биологического познания являются сравнительно-описательный, экспериментальный, моделирование, мониторинг и статистический.

• Сравнительно-описательный метод позволяет описывать результаты наблюдений, явления или организмы и сравнивать их с подобным для определения общих и отличительных признаков.

• Экспериментальный метод основан на том, что исследователи изменяют строение, функции, поведение объектов исследования и наблюдают за последствиями этих изменений.

• Мониторинг - это постоянное наблюдение за состоянием отдельных биологических объектов, ходом определённых процессов в экосистемах или биосфере.

• Моделирование - это метод исследования и демонстрации структур, функций, процессов с помощью их упрощённого воспроизведения.

• Статистический метод - это метод математической обработки результатов наблюдений или опытов для проверки степени достоверности.

В биологическом познании большое значение имеют направленность и определённость деятельности. Основными подходами к биологическому познанию являются:

• исторический - определяет рассмотрение природных объектов и явлений в возникновении и развитии;

• системный - ориентирует на изучение биосистемы как единого целого;

• морфологический - направляет на изучение формы и строения в взаимосвязях с функциями;

• физиологический - организует исследование жизнедеятельности;

• экологический - направляет изучение организмов в их взаимосвязях с другими организмами и окружающей средой.

Итак, биологическое познание предполагает деятельность с помощью научных понятий, методов и подходов.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Задание на применение «Методы биологических исследований»

Укажите использованный в примерах метод биологического исследования:

1. Учащиеся рассмотрели листья двух растений и назвали признаки сходства и отличия.

2. Учёные выяснили, что голуби опытной группы теряют ориентацию, если к ним прикрепляют маленькие магниты, в то время как птицы контрольной группы с ненамагниченными кусочками металла не изменяли правильного направления полёта.

3. Экологи определили, что огромный вред бассейну Днестра наносят загрязнённые пестицидами и нитратами стоки с полей и выбросы промышленного концерна «Хлорвинил».

4. У европейцев частота групп крови такова: I - 46 %, II - 42 %, III - 9 % и IV - 3 %.

5. Учёные используют ртутную каплю в растворе кислоты, которая осуществляет ритмичные движения, для исследования клеточного движения амёбы.

Самостоятельная работа «Графическое моделирование»

Моделирование (в биологии) - метод исследования биологических объектов познания с помощью их упрощённой имитации путём создания моделей. Используйте приведённые данные и постройте графическую модель изменения численности населения Земли: 1750 г. - 0,5 млрд; 1800 - 1 млрд; 1939 - 2 млрд; 1960 - 3 млрд; 1975 - 4 млрд; 1987 - 5 млрд; 1999 - 6 млрд; 2008 - 6,5; 2011 -7 млрд; 2016 - 7,43 млрд.

ОТНОШЕНИЕ

Сравните изображённые биологические системы. Докажите зависимость функционирования биосистем от взаимосвязей между элементами разных уровней.

Это материал учебника Биология 9 класс Соболь