Biblioteca Abierta: una biblioteca abierta de información educativa. Niveles de organización de la naturaleza viva: breve descripción El nivel más bajo de organización de la naturaleza viva se llama

Se distinguen los siguientes niveles de organización de la vida: molecular, celular, órgano-tejido (a veces están separados), organismo, población-especie, biogeocenótico, biosfera. La naturaleza viva es un sistema, y ​​los distintos niveles de su organización forman su compleja estructura jerárquica, mientras que los niveles más simples subyacentes determinan las propiedades de los superiores.

Así, las moléculas orgánicas complejas forman parte de las células y determinan su estructura y funciones vitales. En los organismos multicelulares, las células se organizan en tejidos y varios tejidos forman un órgano. Un organismo multicelular consta de sistemas de órganos; por otro lado, el organismo en sí es una unidad elemental de una población y una especie biológica. Una comunidad está representada por poblaciones de diferentes especies que interactúan. La comunidad y el medio ambiente forman una biogeocenosis (ecosistema). La totalidad de los ecosistemas del planeta Tierra forman su biosfera.

En cada nivel surgen nuevas propiedades de los seres vivos que están ausentes en el nivel subyacente, y se distinguen sus propios fenómenos elementales y unidades elementales. Al mismo tiempo, en muchos sentidos los niveles reflejan el curso del proceso evolutivo.

La identificación de niveles es conveniente para estudiar la vida como un fenómeno natural complejo.

Echemos un vistazo más de cerca a cada nivel de organización de la vida.

Nivel molecular

Aunque las moléculas están formadas por átomos, la diferencia entre materia viva y no viva comienza a aparecer sólo a nivel molecular. Solo los organismos vivos contienen una gran cantidad de sustancias orgánicas complejas: biopolímeros (proteínas, grasas, carbohidratos, ácidos nucleicos). Sin embargo, el nivel molecular de organización de los seres vivos también incluye moléculas inorgánicas que ingresan a las células y desempeñan un papel importante en sus vidas.

El funcionamiento de las moléculas biológicas es la base de un sistema vivo. A nivel molecular de la vida, el metabolismo y la conversión de energía se manifiestan como reacciones químicas, transmisión y cambio de información hereditaria (reduplicación y mutaciones), así como una serie de otros procesos celulares. A veces el nivel molecular se llama genético molecular.

Nivel de vida celular.

Es la célula la unidad estructural y funcional de los seres vivos. No hay vida fuera de la celda. Incluso los virus pueden exhibir las propiedades de un ser vivo sólo cuando están en la célula huésped. Los biopolímeros demuestran plenamente su reactividad cuando se organizan en una célula, que puede considerarse como un sistema complejo de moléculas interconectadas principalmente mediante diversas reacciones químicas.

En este nivel celular se manifiesta el fenómeno de la vida, se acoplan los mecanismos de transmisión de información genética y de transformación de sustancias y energía.

tejido de órgano

Sólo los organismos multicelulares tienen tejidos. El tejido es un conjunto de células similares en estructura y función.

Los tejidos se forman en el proceso de ontogénesis mediante la diferenciación de células que tienen la misma información genética. En este nivel se produce la especialización celular.

Las plantas y los animales tienen diferentes tipos de tejidos. Así que en las plantas es un meristemo, tejido protector, básico y conductor. En animales: epitelial, conectivo, muscular y nervioso. Los tejidos pueden incluir una lista de subtejidos.

Un órgano suele estar formado por varios tejidos interconectados en una unidad estructural y funcional.

Los órganos forman sistemas de órganos, cada uno de los cuales es responsable de una función importante para el cuerpo.

El nivel de órganos en organismos unicelulares está representado por varios orgánulos celulares que realizan las funciones de digestión, excreción, respiración, etc.

Nivel orgánico de organización de los seres vivos.

Junto con el nivel celular, se distinguen unidades estructurales separadas a nivel de organismo (u ontogenético). Los tejidos y órganos no pueden vivir de forma independiente, los organismos y las células (si es un organismo unicelular) sí pueden.

Los organismos multicelulares están formados por sistemas de órganos.

A nivel del organismo, se manifiestan fenómenos vitales como la reproducción, la ontogénesis, el metabolismo, la irritabilidad, la regulación neurohumoral y la homeostasis. En otras palabras, sus fenómenos elementales constituyen los cambios naturales del organismo en el desarrollo individual. La unidad elemental es el individuo.

Especies de población

Los organismos de una misma especie, unidos por un hábitat común, forman una población. Una especie suele estar formada por muchas poblaciones.

Las poblaciones tienen un acervo genético común. Dentro de una especie, pueden intercambiar genes, es decir, son sistemas genéticamente abiertos.

En las poblaciones se producen fenómenos evolutivos elementales que, en última instancia, conducen a la especiación. La naturaleza viva sólo puede evolucionar a niveles supraorganismos.

En este nivel surge la potencial inmortalidad de los vivos.

Nivel biogeocenótico

La biogeocenosis es un conjunto de organismos de diferentes especies que interactúan con diversos factores ambientales. Los fenómenos elementales están representados por ciclos de materia-energía, proporcionados principalmente por organismos vivos.

El papel del nivel biogeocenótico es la formación de comunidades estables de organismos de diferentes especies, adaptados a vivir juntos en un determinado hábitat.

Biosfera

El nivel de organización de la vida en la biosfera es un sistema del orden más alto de vida en la Tierra. La biosfera abarca todas las manifestaciones de la vida en el planeta. En este nivel hay una circulación global de sustancias y un flujo de energía (que abarca todas las biogeocenosis).

Parte 1. Clasificación de niveles. Niveles molecular, celular, tisular y orgánico.

Averigüemos cuál es el sistema. Un sistema es un todo ordenado que consta de partes interconectadas.
Los sistemas biológicos se organizan dependiendo de una jerarquía que no puede ser violada, ya que todo dentro del sistema es integral. Si comparamos sistemas en diferentes niveles, podremos notar muchas similitudes entre ellos o resaltar las características especiales de cada nivel del sistema.
Se acostumbra distinguir diferentes niveles de biosistemas y cada uno de ellos se caracteriza por propiedades que no existen en los niveles subyacentes. Niños, echemos un vistazo más de cerca a la Figura 1. ¿Qué niveles de organización de la materia viva se distinguen en biología?

Arroz. 1 Niveles de organización de la materia viva.
El nivel biogeocenótico se distingue por su especificidad, que está asociada con sus componentes internos y el ciclo de las sustancias, y el nivel de la biosfera se distingue por el carácter cerrado de los ciclos de las sustancias.
Consideremos por separado cada uno de los niveles existentes de la jerarquía de un sistema biológico. Chicos, les sugiero usar lo siguiente.

vídeo 1 “Leyes de organización de los ecosistemas”

Video de Youtube


y Figura 2, comenzamos a estudiar cada nivel de organización de la materia viva.


Arroz. 2 ¿Qué sabemos sobre los niveles de organización de toda la vida en la Tierra?
1.Nivel molecular.

Arroz. 3 Moléculas: la base del nivel molecular.
Las sustancias químicas, los ácidos nucleicos, las proteínas, los carbohidratos y los lípidos son las unidades más pequeñas de este nivel de organización de la vida. En la Figura 3 se pueden ver las partículas más pequeñas que son la base de este nivel de organización de la materia viva.
Aquí vemos la manifestación de procesos naturales tan importantes como la transmisión de información hereditaria a través del ADN, la conversión de energía y la biosíntesis. La principal estrategia de la vida en este nivel es que la materia viva es capaz de crear materia viva y puede codificar datos adquiridos en condiciones ambientales cambiantes.
2. Nivel celular.


Arroz. 4 Células: la base del nivel celular.
En este nivel, los elementos principales son varios orgánulos. En la Figura 4 se pueden observar las células y sus orgánulos, que son la base de este nivel de organización de la materia viva.
Los principales procesos a este nivel son la capacidad de reproducirse, la inclusión de la mayoría de elementos químicos en la célula, la regulación de reacciones químicas y el suministro y consumo de energía. La estrategia de la vida se expresa en el hecho de que los sistemas vivos incluyen los elementos químicos de la Tierra y la energía del Sol.
3.Nivel de tejido.
¿Qué es la tela? El tejido es un conjunto de elementos celulares de diferentes tipos de células y sustancia intercelular, que realiza una función específica separada en el cuerpo.

4. Nivel de órganos.
Un órgano es un conjunto de tejidos que están interconectados por el hecho de que realizan funciones comunes y tienen su propio lugar específico en el cuerpo.

Bloque de control nº 1

1) ¿Qué es un sistema biológico?
2) ¿Por qué existen varios tipos en la jerarquía del sistema?
3) ¿Cuántos y qué daños puedes nombrar?

Parte 2. Niveles de organización de la materia viva por organismos, poblaciones-especies, ecosistemas y biosferas.

Sigamos conociendo los niveles de materia viva.
5. El nivel de organismo es característico de los biosistemas unicelulares y multicelulares.(plantas, hongos, animales, humanos y diversos microorganismos). En la Figura 5 se pueden ver los organismos que son inherentes a este nivel de organización.


Arroz. 5 Nivel de organismo y cadenas alimentarias.
En este nivel, los organismos vivos tienen las siguientes propiedades: nutrición, respiración, excreción, irritabilidad, crecimiento y desarrollo, reproducción, comportamiento, esperanza de vida, relaciones con el medio ambiente. Todo lo anterior en su conjunto lo caracteriza como un biosistema integral autorregulador. Aquí la estrategia de vida es que el organismo se esfuerce por sobrevivir en cualquier condición ambiental cambiante.


Arroz. 6Nivel de población-especie
El nivel de población-especie organiza a los individuos relacionados entre sí en la población. Luego las poblaciones se agrupan en especies y surgen nuevas propiedades. En la Figura 6 se pueden ver las poblaciones de organismos que son inherentes a este nivel de organización.
Las principales propiedades de este nivel las podemos llamar tasa de natalidad, mortalidad, supervivencia, estructura (género, edad, medio ambiente), densidad, número y funcionamiento en la naturaleza. La estrategia a nivel población-especie es un uso más completo de las capacidades del hábitat natural, en la búsqueda de la existencia más larga posible, en la preservación de las propiedades de la especie y el desarrollo independiente.
7. Nivel biogeocenótico (ecosistema) Se caracteriza por el hecho de que las poblaciones de diversas especies se convierten en los principales elementos estructurales. En la tabla de la Figura 7 se puede ver la estructura de este nivel de organización.


Arroz. 7 Nivel de ecosistema
Aquí podemos resaltar muchas propiedades inherentes a las poblaciones de especies. Estos incluyen: cadenas y redes alimentarias, la estructura del ecosistema, las especies y composición cuantitativa de su población, niveles tróficos, tipos de conexiones bióticas, productividad, energía, sostenibilidad.
Chicos, veamos el siguiente video para comprender la esencia de las cadenas alimentarias en un ecosistema.

Video 2 “Conexiones alimentarias del ecosistema”

Video de Youtube


Las propiedades de los organismos vivos se pueden ver en la circulación de sustancias y el flujo de energía, la autonomía, la apertura del sistema, los cambios estacionales, la autorregulación y la sostenibilidad. El uso activo de toda la diversidad de la naturaleza y la creación de condiciones favorables para el desarrollo y prosperidad de la vida en toda su diversidad, todo esto se convierte en la principal estrategia de este nivel.
8.Nivel de la biosfera.
Este nivel es el nivel jerárquico más alto de cualquier biosistema. Las unidades estructurales de este nivel son:
- biogeocenosis (ecosistemas);
- el entorno que rodea estos sistemas. Esto incluye la propia capa de la Tierra (

Niveles de organización de la naturaleza viva.

En total hay 8. ¿Qué subyace a la división de la naturaleza viva en niveles? El caso es que en cada nivel existen determinadas propiedades. Cada nivel siguiente contiene necesariamente el anterior o todos los anteriores. Veamos cada nivel en detalle:

1. Nivel molecular de organización de la naturaleza viva.

· Sustancias orgánicas e inorgánicas,

procesos de síntesis y descomposición de estas sustancias,

· liberación y absorción de energía

Todos estos son procesos químicos que ocurren dentro de cualquier sistema vivo. Este nivel no se puede llamar "vivo" al 100%. Es más bien un "nivel químico"; en este sentido, es el primero, el más bajo de todos. Pero fue precisamente este nivel el que formó la base para la división de la naturaleza viva en reinos, según el nutriente de reserva: en las plantas, los carbohidratos, en los hongos, la quitina, en los animales, las proteínas.

· Bioquímica

· Biología Molecular

· Genética molecular

2. Nivel celular de organización de la naturaleza viva.

Incluye el nivel molecular de organización. En este nivel ya aparece “el sistema biológico indivisible más pequeño: la célula”. Tu metabolismo y energía. La organización interna de una célula son sus orgánulos. Procesos de vida: origen, crecimiento, autorreproducción (división)

Ciencias que estudian el nivel de organización celular:

Citología

· (Genética)

· (Embriología)

Entre paréntesis se indican las ciencias que estudian este nivel, pero este no es el principal objeto de estudio.

3. Nivel de organización del tejido

Incluye niveles moleculares y celulares. Este nivel se puede llamar "multicelular"; después de todo, el tejido es un conjunto de células con una estructura similar y que realizan las mismas funciones.

La ciencia que estudia el nivel de organización de los tejidos. histología.

4. Nivel de órgano de organización de la vida.

En los organismos unicelulares estos son orgánulos: cada uno tiene su propia estructura y funciones.

En los organismos multicelulares, estos son órganos que están unidos en sistemas e interactúan claramente entre sí.

Estos dos niveles, tejido y órgano, son estudiados por la ciencia:

Botánica - plantas,

Zoología - animales,

Anatomía - humana

· Fisiología

· (medicamento)

5. Nivel orgánico

Incluye niveles moleculares, celulares, tisulares y orgánicos.

En este nivel, la naturaleza viva ya está dividida en reinos: plantas, hongos y animales.

Propiedades de este nivel:

· Metabolismo (y también a nivel celular; ya ves, ¡cada nivel contiene al anterior!)

· Estructura del cuerpo

· Nutrición

Homeostasis: constancia del ambiente interno.

· Reproducción

Interacción entre organismos

· Interacción con el medio ambiente

Anatomía

· Genética

· Morfología

· Fisiología

6. Nivel de organización de la vida entre población y especie.

Incluye niveles moleculares, celulares, tisulares, de órganos y de organismos.

Si varios organismos son morfológicamente similares (en otras palabras, tienen la misma estructura) y tienen el mismo genotipo, entonces forman una especie o población.

Principales procesos a este nivel:

Interacción de organismos entre sí (ya sea competencia o reproducción)

microevolución (cambios en el cuerpo bajo la influencia de condiciones externas)

Ciencias que cursan este nivel:

· Genética

· Evolución

Ecología

7. Nivel biogeocenótico de organización de la vida (de la palabra biogeocenosis)

En este nivel ya se tiene en cuenta casi todo:

Interacción de organismos entre sí: cadenas y redes alimentarias.

Interacción de organismos entre sí: competencia y reproducción.

La influencia del medio ambiente en los organismos y, en consecuencia, la influencia de los organismos en su hábitat.

La ciencia que estudia este nivel es Ecología.

8. Nivel de organización de la naturaleza viva en la biosfera (¡el último nivel es el más alto!)

Incluye:

· Interacción de los componentes vivos y no vivos de la naturaleza.

· Biogeocenosis

· Influencia humana - “factores antropogénicos”

· Ciclo de sustancias en la naturaleza.

Y estudia todo esto. ¡Ecología!

El mundo científico empezó a hablar de la célula casi inmediatamente después de la invención del microscopio.

Por cierto, ahora existen bastantes tipos de microscopios:

Microscopio óptico - aumento máximo - ~2000 veces (se pueden ver algunos microorganismos, células (vegetales y animales), cristales, etc.

Microscopio electrónico: aumenta hasta 106 veces. Ya es posible estudiar partículas tanto de células como de moléculas: este ya es el nivel de las microestructuras.

El primer científico que pudo ver células (a través de un microscopio, por supuesto) fue Robert Hooke(1665) - estudió la estructura celular principalmente de las plantas.

Pero por primera vez comencé a hablar de organismos unicelulares: bacterias, ciliados. A. Van Leeuwenhoek(1674 gramos)

La Marquesa(1809) ya empezó a hablar de la teoría celular.

Bueno, ya a mediados del siglo XIX, M. Schleiden y T. Schwann formularon la teoría celular, que ahora es generalmente aceptada en todo el mundo.

Todos los organismos son celulares excepto virus

Celúla- una unidad elemental de estructura y actividad vital de todos los organismos, que tiene su propio metabolismo, capaz de existencia, autorreproducción y desarrollo independientes. Todos los organismos vivos, como los animales multicelulares, las plantas y los hongos, están formados por muchas células o, como muchos protozoos y bacterias, son organismos unicelulares. La rama de la biología que estudia la estructura y funcionamiento de las células se llama citología. Últimamente también se ha vuelto habitual hablar de biología celular, o biología celular.

Celúla es un miniorganismo. Tiene sus propios "órganos": organoides. El orgánulo principal de la célula es el núcleo. Sobre esta base, todos los organismos vivos se dividen en EUCARIÓTICOS ("karyo" - núcleo), que contienen un núcleo, y PROCARIOTICOS ("pro" - do), prenucleares (sin núcleo).

Disposiciones de la teoría celular de Schleiden-Schwann.

1. Todos los animales y plantas están formados por células.

2. Las plantas y los animales crecen y se desarrollan mediante la aparición de nuevas células.

3. Una célula es la unidad más pequeña de los seres vivos y un organismo completo es un conjunto de células.

Disposiciones básicas de la teoría celular moderna.

· Una célula es una unidad de estructura, actividad vital, crecimiento y desarrollo de los organismos vivos, no existe vida fuera de la célula.

· Una célula es un sistema único formado por muchos elementos interconectados naturalmente entre sí, representando una determinada formación integral.

·El núcleo es el componente principal de la célula (eucariotas).

· Las células nuevas se forman únicamente como resultado de la división de las células originales.

·Las células de los organismos pluricelulares forman tejidos, los tejidos forman órganos. La vida de un organismo en su conjunto está determinada por la interacción de sus células constituyentes.

Los principales organoides de una célula son aquellos componentes que son inherentes a todas las células de los organismos vivos: la "composición general":

· núcleo: nucléolo, envoltura nuclear;

· membrana de plasma;

· retículo endoplásmico;

· centríolo;

· Complejo de Golgi;

· lisosoma;

· vacuola;

· mitocondria.

Ácidos nucleicos Se encuentra en las células de absolutamente cualquier organismo. Incluso los virus.

Los "núcleo" - "núcleo" - se encuentran principalmente en el núcleo de las células, pero también se encuentran en el citoplasma y otros orgánulos. Hay dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN.

ADN - ácido desoxirribonucleico

ARN - ácido ribonucleico

Estas moléculas son polímeros; los monómeros son nucleótidos, compuestos que contienen bases nitrogenadas.

Nucleótidos del ADN: A - adenina, T - timina, C - citosina, G - guanina

Nucleótidos de ARN: A - adenina, U - uracilo, C - citosina, G - guanina

Como puede ver, no hay timina en el ARN, se reemplaza por uracilo - U

Además de ellos, los nucleótidos incluyen:

carbohidratos: desoxirribosa - en ADN, ribosa - en ARN. Fosfato y azúcar: forman parte de ambas moléculas.

Esta es la estructura primaria de las moléculas.

La estructura secundaria es la forma misma de las moléculas. El ADN es una doble hélice, el ARN es una molécula larga "única".

Funciones básicas de los ácidos nucleicos.

El código genético es la secuencia de nucleótidos de una molécula de ADN. Ésta es la base de cualquier organismo; de hecho, es información sobre el organismo mismo (como el nombre completo de cualquier persona, que identifica a una persona; esta es una secuencia de letras, o una secuencia de números, una serie de pasaportes).

Entonces, funciones básicas de los ácidos nucleicos- en el almacenamiento, implementación y transmisión de información hereditaria "grabada" en moléculas en forma de secuencia de determinados nucleótidos.

La división celular es parte del proceso de vida de absolutamente cualquier organismo vivo. Todas las células nuevas se forman a partir de células viejas (madres). Ésta es una de las disposiciones básicas de la teoría celular. Pero existen varios tipos de división que dependen directamente de la naturaleza de estas células.

División de células procarióticas

¿En qué se diferencia una célula procariota de una célula eucariota? La diferencia más importante es la ausencia de núcleo (de hecho, por eso se llaman así). La ausencia de núcleo significa que el ADN simplemente reside en el citoplasma.

El proceso se ve así:

Replicación del ADN (duplicación) ---> la célula se alarga ---> se forma el tabique transversal ---> las células se separan y se separan

División de células eucariotas

La vida de cualquier célula consta de 3 etapas: crecimiento, preparación para la división y, de hecho, división.

¿Cómo te preparas para la división?

Primero, se sintetiza la proteína.

· en segundo lugar, todos los componentes importantes de la célula se duplican para que cada nueva célula tenga todo el conjunto de orgánulos necesarios para la vida.

· En tercer lugar, la molécula de ADN se duplica y cada cromosoma sintetiza una copia de sí mismo. Doble cromosoma = 2 cromátidas (cada una con una molécula de ADN).

Este período de preparación para la descomposición suele denominarse INTERFASE.

El proceso de “traducción” de la información hereditaria ocurre en el nivel de organización de la vida.

1) celular

2) organismo

3) biogeocenótico

4) molecular

Explicación.

Los eventos a nivel celular brindan apoyo bioinformativo y material-energético al fenómeno de la vida en todos los niveles de su organización. Hoy en día, la ciencia ha establecido de manera confiable que la unidad independiente más pequeña de estructura, funcionamiento y desarrollo de un organismo vivo es la célula, que es un sistema biológico elemental capaz de autorrenovarse, autorreproducirse y desarrollarse. En la célula, la información biológica (genética, hereditaria) se almacena y se incorpora en los procesos de la vida: el ADN, el mecanismo matricial de replicación del ADN y síntesis de proteínas.

El proceso de traducción es el proceso de síntesis de proteínas a partir de aminoácidos en una matriz de ARNm (ARNm), llevado a cabo por un ribosoma. Varios componentes de la célula están involucrados, por lo que la respuesta está en el nivel de organización celular.

Respuesta 1

Sección: Conceptos básicos de citología

Invitado 26.05.2014 18:14

Hola. ¿El proceso de transmisión de información hereditaria ocurre a nivel celular? Creo que es molecular. Había una pregunta similar un poco más arriba y allí se indicaba el nivel molecular de organización.

Natalia Evgenievna Bashtannik

Los procesos de vida más importantes tienen lugar a nivel genético molecular: codificación, transmisión e implementación de información hereditaria. En el mismo nivel de organización de la vida tiene lugar el proceso de cambio de información hereditaria.

En organoide celular A nivel, ocurren los procesos vitales más importantes: el metabolismo (incluida la biosíntesis de proteínas - TRADUCCIÓN) y la conversión de energía en la célula, su crecimiento, desarrollo y división.

Invitado 23.03.2015 19:21

A nivel molecular, ocurren procesos como: transferencia de información genética: replicación, transcripción, traducción.

A nivel celular ocurren procesos como el metabolismo celular, los ciclos de vida y la división, que están regulados por proteínas enzimáticas.

(Información basada en la "Colección de tareas multinivel para la preparación para el Examen Estatal Unificado". El autor de la colección es A.A. Kirilenko)

Natalia Evgenievna Bashtannik

Nivel molecular. La base de organización a este nivel está representada por 4 bases nitrogenadas, 20 aminoácidos, varios cientos de miles de reacciones bioquímicas, casi todas las cuales están asociadas con la síntesis o descomposición de ATP, el componente energético universal de los seres vivos.

Nivel celular. La célula es la unidad mínima de vida. Todos los seres vivos están formados por células. Los mecanismos básicos de reproducción de la vida operan a nivel celular.

A nivel celular, hay dos procesos principales necesarios para la autorreproducción de la vida: la mitosis, la división celular con preservación del número de cromosomas y genes, y la meiosis, la división reductora necesaria para la producción de células germinales, los gametos.