Biologian määritelmä tieteenä. Biologian kommunikaatio muiden tieteiden kanssa. Biologian arvo lääketieteessä. "Elämän" käsitteen määritelmä tieteen nykyvaiheessa. Elävien olentojen perusominaisuudet.
Biologia(kreikaksi bios - "elämä"; logos - opetus) - tiede elämästä (villieläimistä), yksi luonnontieteistä, jonka aiheena on elävät olennot ja niiden vuorovaikutus ympäristön kanssa. Biologia tutkii kaikkia elämän osa-alueita, erityisesti elävien organismien rakennetta, toimintaa, kasvua, alkuperää, kehitystä ja leviämistä maapallolla. Luokittelee ja kuvaa eläviä olentoja, niiden lajien alkuperää, vuorovaikutusta keskenään ja ympäristön kanssa.
Biologian suhde muihin tieteisiin: Biologia liittyy läheisesti muihin tieteisiin ja joskus on hyvin vaikea vetää rajaa niiden välille. Solun elämän tutkiminen sisältää solun sisällä tapahtuvien molekyyliprosessien tutkimuksen, tätä osaa kutsutaan molekyylibiologiaksi ja joskus viitataan kemiaan eikä biologiaan. Kehossa tapahtuvia kemiallisia reaktioita tutkii biokemia, tiede, joka on paljon lähempänä kemiaa kuin biologiaa. Monia elävien organismien fyysisen toiminnan näkökohtia tutkii biofysiikka, joka liittyy läheisesti fysiikkaan. Suuren määrän biologisten esineiden tutkimus liittyy erottamattomasti sellaisiin tieteisiin kuin matemaattinen tilasto. Joskus ekologia erotetaan itsenäisenä tieteenä - tieteenä elävien organismien vuorovaikutuksesta ympäristön kanssa (elävä ja eloton luonto). Elävien organismien terveyttä tutkiva tiede on eronnut erillisenä tietoalana pitkään. Tämä ala sisältää eläinlääketieteen ja erittäin tärkeän soveltavan tieteen - lääketieteen, joka on vastuussa ihmisten terveydestä.
Biologian merkitys lääketieteessä:
Geneettinen tutkimus on mahdollistanut menetelmien kehittämisen ihmisen perinnöllisten sairauksien varhaiseen diagnosointiin, hoitoon ja ehkäisyyn.
Mikro-organismien valinta mahdollistaa entsyymien, vitamiinien, hormonien saamisen, joita tarvitaan useiden sairauksien hoitoon;
Geenitekniikka mahdollistaa biologisesti aktiivisten yhdisteiden ja lääkkeiden tuotannon;
"Elämän" käsitteen määritelmä tieteen nykyvaiheessa. Elävien olentojen perusominaisuudet: On melko vaikeaa antaa täydellinen ja yksiselitteinen määritelmä elämän käsitteelle, kun otetaan huomioon sen ilmentymien valtava määrä. Useimmissa elämänkäsitteen määritelmissä, jotka monet tiedemiehet ja ajattelijat ovat antaneet vuosisatojen aikana, otettiin huomioon johtavat ominaisuudet, jotka erottavat elävän elottomasta. Esimerkiksi Aristoteles sanoi, että elämä on organismin "ravintoa, kasvua ja rappeutumista". A. L. Lavoisier määritteli elämän "kemialliseksi funktioksi"; G. R. Treviranus uskoi, että elämä on "stabiili prosessien yhtenäisyys, jossa on eroja ulkoisissa vaikutuksissa". On selvää, että tällaiset määritelmät eivät voineet tyydyttää tutkijoita, koska ne eivät heijastaneet (eivätkä voineet heijastaa) kaikkia elävän aineen ominaisuuksia. Lisäksi havainnot osoittavat, että elävien ominaisuudet eivät ole poikkeuksellisia ja ainutlaatuisia, kuten aiemmin näytti, ne löytyvät erikseen elottomien esineiden joukosta. AI Oparin määritteli elämän "erityiseksi, hyvin monimutkaiseksi aineen liikkeen muotoksi". Tämä määritelmä heijastaa elämän laadullista omaperäisyyttä, jota ei voida pelkistää yksinkertaisiin kemiallisiin tai fysikaalisiin lakeihin. Tässäkin tapauksessa määritelmä on kuitenkin yleinen eikä paljasta tämän liikkeen erityispiirteitä.
F. Engels "Dialectics of Nature" kirjoitti: "Elämä on proteiinikappaleiden olemassaolomuoto, jonka olennainen kohta on aineen ja energian vaihto ympäristön kanssa."
Käytännön kannalta hyödyllisiä ovat ne määritelmät, jotka sisältävät perusominaisuudet, jotka ovat väistämättä luontaisia kaikille eläville muodoille. Tässä on yksi niistä: elämä on makromolekyylinen avoin järjestelmä, jolle on ominaista hierarkkinen organisaatio, kyky lisääntyä itse, säilyminen ja itsesäätely, aineenvaihdunta, hienosäädelty energiavirta. Tämän määritelmän mukaan elämä on järjestyksen ydin, joka leviää vähemmän järjestetyssä universumissa.
Elämä on avointen järjestelmien muodossa. Tämä tarkoittaa, että mikä tahansa elävä muoto ei ole suljettu vain itsestään, vaan se vaihtaa jatkuvasti ainetta, energiaa ja tietoa ympäristön kanssa.
2. Evolutionaariset elämän organisoinnin tasot: On olemassa sellaisia elävän aineen organisoitumistasoja - biologisen organisoinnin tasoja: molekyyli-, solu-, kudos-, elin-, organismi-, populaatio-lajit ja ekosysteemi.
Organisaation molekyylitaso- tämä on biologisten makromolekyylien toimintataso - biopolymeerit: nukleiinihapot, proteiinit, polysakkaridit, lipidit, steroidit. Tältä tasolta alkavat tärkeimmät elämänprosessit: aineenvaihdunta, energian muuntaminen, perinnöllisen tiedon välittäminen. Tätä tasoa opiskellaan: biokemia, molekyyligenetiikka, molekyylibiologia, genetiikka, biofysiikka.
Mobiilitaso- tämä on solujen taso (bakteerisolut, syanobakteerit, yksisoluiset eläimet ja levät, yksisoluiset sienet, monisoluisten organismien solut). Solu on elämisen rakenneyksikkö, toiminnallinen yksikkö, kehitysyksikkö. Tätä tasoa tutkivat sytologia, sytokemia, sytogenetiikka ja mikrobiologia.
Kudosten organisoitumistaso- Tällä tasolla tutkitaan kudosten rakennetta ja toimintaa. Tätä tasoa tutkivat histologia ja histokemia.
Organisaation taso- Tämä on monisoluisten organismien elinten taso. Anatomia, fysiologia, embryologia tutkivat tätä tasoa.
Organisaatiotaso- tämä on yksisoluisten, siirtomaa- ja monisoluisten organismien taso. Organismin tason spesifisyys on, että tällä tasolla tapahtuu geneettisen tiedon dekoodaus ja toteutus, tietyn lajin yksilöille luontaisten piirteiden muodostuminen. Tätä tasoa tutkivat morfologia (anatomia ja embryologia), fysiologia, genetiikka, paleontologia.
Populaatio-lajitaso on yksilöiden - populaatioiden ja lajien - aggregaattien taso. Tätä tasoa tutkivat systematiikka, taksonomia, ekologia, biogeografia ja populaatiogenetiikka. Tällä tasolla tutkitaan populaatioiden geneettisiä ja ekologisia piirteitä, evoluution perustekijöitä ja niiden vaikutusta geenipooliin (mikroevoluutio), lajien säilymisen ongelmaa.
Elämän organisoinnin biogeosenoottinen taso - joita edustavat erilaiset luonnon ja kulttuuriset biogeosenoosit kaikissa elinympäristöissä . Komponentit- Eri lajien populaatiot; ympäristötekijät ; Ruokaverkot, aine ja energia virtaavat ; Perusprosessit; Biokemiallinen pyöräily ja energian virtaus, jotka ylläpitävät elämää ; Liikkuva tasapaino elävien organismien ja abioottisen ympäristön välillä (homeostaasi) ; Eläville organismeille elinolosuhteiden ja resurssien (ruoka ja suoja) tarjoaminen. Tämän tason tutkimusta johtavat tieteet: Biogeografia, Biogeocenologia Ekologia
Elämän organisoinnin biosfääritaso
Sitä edustaa biosysteemien korkein, globaali organisoitumismuoto - biosfääri. Komponentit - Biogeosenoosit; Antropogeeninen vaikutus; Perusprosessit; Planeetan elävän ja elottoman aineen aktiivinen vuorovaikutus; Aineen ja energian biologinen globaali kierto;
Ihmisen aktiivinen biogeokemiallinen osallistuminen kaikkiin biosfäärin prosesseihin, hänen taloudelliseen ja etnokulttuuriseen toimintaansa
Tällä tasolla johtavat tieteet: Ekologia; Globaali ekologia; Avaruusekologia; Sosiaalinen ekologia.
Orgaanisen maailman organisoitumistasot ovat biologisten järjestelmien erillisiä tiloja, joille on tunnusomaista alisteisuus, keskinäinen kytkös ja erityiset mallit.
Elämän organisoinnin rakenteelliset tasot ovat äärimmäisen erilaisia, mutta tärkeimmät ovat molekyyli-, solu-, ontogeneettiset, populaatiolajit, biokenoottiset ja biosfääriset tasot.
1. Molekyyligeneettinen taso elämää. Biologian tärkein tehtävä tässä vaiheessa on geenitiedon välittymismekanismien, perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden tutkiminen.
Molekyylitasolla on useita vaihtelumekanismeja. Tärkein niistä on geenimutaatiomekanismi - itse geenien suora muutos ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta. Mutaation aiheuttavat tekijät ovat: säteily, myrkylliset kemialliset yhdisteet, virukset.
Toinen vaihtelevuuden mekanismi on geenien rekombinaatio. Tällainen prosessi tapahtuu seksuaalisen lisääntymisen aikana korkeammissa organismeissa. Tässä tapauksessa geneettisen tiedon kokonaismäärässä ei ole muutosta.
Toinen vaihtelumekanismi löydettiin vasta 1950-luvulla. Tämä on ei-klassinen geenien rekombinaatio, jossa geneettisen tiedon määrä lisääntyy yleisesti, koska solun genomiin on sisällytetty uusia geneettisiä elementtejä. Useimmiten virukset vievät nämä elementit soluun.
2. Mobiilitaso. Nykyään tiede on luotettavasti vahvistanut, että elävän organismin rakenteen, toiminnan ja kehityksen pienin itsenäinen yksikkö on solu, joka on biologinen alkeisjärjestelmä, joka kykenee uusiutumaan, lisääntymään ja kehittymään. Sytologia on tiede, joka tutkii elävää solua, sen rakennetta, toimimista elementaarisena elävänä järjestelmänä, tutkii yksittäisten solukomponenttien toimintoja, solujen lisääntymisprosessia, sopeutumista ympäristöolosuhteisiin jne. Sytologia tutkii myös erikoistuneiden solujen ominaisuuksia, niiden erityistoimintojen muodostuminen ja erityisten solurakenteiden kehittyminen. Siksi nykyaikaista sytologiaa on kutsuttu solufysiologiaksi.
Merkittävä edistysaskel solujen tutkimuksessa tapahtui 1800-luvun alussa, kun solun ydin löydettiin ja kuvattiin. Näiden tutkimusten pohjalta syntyi soluteoria, josta tuli 1800-luvun biologian suurin tapahtuma. Juuri tämä teoria toimi perustana embryologian, fysiologian ja evoluutioteorian kehitykselle.
Kaikkien solujen tärkein osa on ydin, joka tallentaa ja tuottaa geneettistä tietoa, säätelee solun aineenvaihduntaprosesseja.
Kaikki solut on jaettu kahteen ryhmään:
Prokaryootit - solut, joista puuttuu ydin
eukaryootit ovat soluja, jotka sisältävät tumia
Tutkiessaan elävää solua tutkijat kiinnittivät huomion sen kahden päätyypin olemassaoloon, mikä mahdollisti kaikkien organismien jakamisen kahteen tyyppiin:
Autotrofinen - tuottavat omia ravintoaineita
· Heterotrofinen – ei tule toimeen ilman luomuruokaa.
Myöhemmin selvitettiin sellaisia tärkeitä tekijöitä kuin eliöiden kyky syntetisoida tarvittavia aineita (vitamiinit, hormonit), hankkia itselleen energiaa, riippuvuus ekologisesta ympäristöstä jne. Näin ollen suhteiden monimutkaisuus ja erilaistuminen viittaa tarpeeseen. systemaattiseen lähestymistapaan elämän tutkimiseen ontogeneettisellä tasolla.
3. ontogeneettisellä tasolla. monisoluiset organismit. Tämä taso syntyi elävien organismien muodostumisen seurauksena. Elämän perusyksikkö on yksilö, ja alkeisilmiö on ontogeneesi. Fysiologia tutkii monisoluisten elävien organismien toimintaa ja kehitystä. Tämä tiede tarkastelee elävän organismin eri toimintojen toimintamekanismeja, niiden suhdetta toisiinsa, säätelyä ja sopeutumista ulkoiseen ympäristöön, alkuperää ja muodostumista yksilön evoluutio- ja yksilöllisen kehityksen prosessissa. Itse asiassa tämä on ontogeneesiprosessi - organismin kehitys syntymästä kuolemaan. Tässä tapauksessa tapahtuu kasvua, yksittäisten rakenteiden liikkumista, organismin erilaistumista ja komplikaatioita.
Kaikki monisoluiset organismit koostuvat elimistä ja kudoksista. Kudokset ovat ryhmä fyysisesti yhteydessä olevia soluja ja solujen välisiä aineita suorittamaan tiettyjä toimintoja. Heidän tutkimuksensa on histologian aihe.
Elimet ovat suhteellisen suuria toiminnallisia yksiköitä, jotka yhdistävät erilaisia kudoksia tiettyihin fysiologisiin komplekseihin. Elimet puolestaan ovat osa suurempia yksiköitä - kehon järjestelmiä. Niiden joukossa ovat hermo-, ruoansulatus-, sydän- ja verisuonijärjestelmät, hengityselimet ja muut järjestelmät. Vain eläimillä on sisäelimiä.
4. Populaatio-biosenoottinen taso. Tämä on yliorganismin tasolla oleva elämäntaso, jonka perusyksikkö on väestö. Populaatiosta poiketen laji on kokoelma yksilöitä, jotka ovat rakenteeltaan ja fysiologisilla ominaisuuksiltaan samanlaisia, joilla on yhteinen alkuperä ja jotka voivat vapaasti risteytyä ja tuottaa hedelmällisiä jälkeläisiä. Laji on olemassa vain geneettisesti avoimia järjestelmiä edustavien populaatioiden kautta. Populaatiobiologia on populaatioiden tutkimusta.
Termin "populaatio" otti käyttöön yksi genetiikan perustajista, V. Johansen, joka kutsui sitä geneettisesti heterogeeniseksi organismijoukoksi. Myöhemmin väestöä alettiin pitää yhtenäisenä järjestelmänä, joka oli jatkuvasti vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa. Juuri populaatiot ovat todellisia järjestelmiä, joiden kautta elävien organismien lajit ovat olemassa.
Populaatiot ovat geneettisesti avoimia järjestelmiä, koska populaatioiden eristäminen ei ole absoluuttista eikä geneettisen tiedon vaihto ole mahdollista ajoittain. Juuri populaatiot toimivat evoluution perusyksikköinä, joiden geenipoolissa tapahtuvat muutokset johtavat uusien lajien syntymiseen.
Itsenäiseen olemassaoloon ja transformaatioon kykenevät populaatiot yhdistyvät seuraavan supraorganismisen tason - biokenoosien - aggregaattiin. Biokenoosi - joukko populaatioita, jotka elävät tietyllä alueella.
Biokenoosi on ulkomaisilta populaatioilta suljettu järjestelmä, sen muodostaville populaatioille se on avoin järjestelmä.
5. Biogeoketoninen taso. Biogeocenoosi on vakaa järjestelmä, joka voi olla olemassa pitkään. Tasapaino elävässä järjestelmässä on dynaaminen, ts. edustaa jatkuvaa liikettä tietyn vakauspisteen ympärillä. Sen vakaan toiminnan kannalta on välttämätöntä saada palautetta sen ohjauksen ja suorittavan alijärjestelmän välillä. Tätä tapaa ylläpitää dynaamista tasapainoa biogeocenoosin eri elementtien välillä, jonka aiheuttaa joidenkin lajien massalisäytyminen ja toisten väheneminen tai katoaminen, mikä johtaa ympäristön laadun muutokseen, kutsutaan ekologiseksi katastrofiksi.
Biogeocenoosi on kiinteä itsesäätelyjärjestelmä, jossa erotetaan useita alajärjestelmiä. Primäärijärjestelmät ovat tuottajia, jotka käsittelevät suoraan elotonta ainetta; kuluttajat - toissijainen taso, jolla aine ja energia saadaan tuottajien avulla; sitten tulevat toisen asteen kuluttajat. Siellä on myös raadonsyöjiä ja hajottajia.
Aineiden kierto kulkee biogeocenoosissa näiden tasojen läpi: elämä on mukana erilaisten rakenteiden käytössä, prosessoinnissa ja ennallistamisessa. Biogeocenoosissa - yksisuuntainen energiavirta. Tämä tekee siitä avoimen järjestelmän, joka on jatkuvasti yhteydessä viereisiin biogeosenoosiin.
Biogeoseenin itsesäätely etenee mitä menestyksekkäämmin, mitä monipuolisempi on sen ainesosien lukumäärä. Biogeosenoosien stabiilisuus riippuu myös sen komponenttien monimuotoisuudesta. Yhden tai useamman komponentin menetys voi johtaa peruuttamattomaan epätasapainoon ja sen kuolemaan yhtenäisenä järjestelmänä.
6. biosfäärin taso. Tämä on elämän organisoinnin korkein taso, joka kattaa kaikki planeettamme elämänilmiöt. Biosfääri on planeetan elävä aines ja sen muuntama ympäristö. Biologinen aineenvaihdunta on tekijä, joka yhdistää kaikki muut elämän organisoinnin tasot yhdeksi biosfääriksi. Tällä tasolla tapahtuu aineiden kierto ja energian muutos, joka liittyy kaikkien maan päällä elävien organismien elintärkeään toimintaan. Biosfääri on siis yksi ekologinen järjestelmä. Tämän järjestelmän toiminnan, rakenteen ja toimintojen tutkiminen on biologian tärkein tehtävä tällä elämän tasolla. Ekologia, biosenologia ja biogeokemia ovat mukana näiden ongelmien tutkimuksessa.
Biosfääriopin kehitys liittyy erottamattomasti erinomaisen venäläisen tiedemiehen V.I. Vernadski. Hän onnistui todistamaan planeettamme orgaanisen maailman yhteyden yhtenä erottamattomana kokonaisuutena maan geologisiin prosesseihin. Vernadsky löysi ja tutki elävän aineen biogeokemiallisia toimintoja.
Kaikki villieläimet ovat kokoelma biologisia järjestelmiä, joilla on eri organisoitumistasoja ja erilaisia alisteisia.
Elävän aineen organisoitumistaso ymmärretään toiminnalliseksi paikaksi, jonka tietty biologinen rakenne sijaitsee luonnon yleisessä järjestäytymisjärjestelmässä.
Elävän aineen organisoitumistaso on joukko tietyn biologisen järjestelmän (solun, organismin, populaation jne.) määrällisiä ja laadullisia parametreja, jotka määräävät sen olemassaolon ehdot ja rajat.
Elävien järjestelmien organisointitasoja on useita, jotka heijastavat elämän rakenteellisen organisaation alisteisuutta, hierarkiaa.
- Molekyyli (molekyyli-geneettinen) taso joita edustavat yksittäiset biopolymeerit (DNA, RNA, proteiinit, lipidit, hiilihydraatit ja muut yhdisteet); tällä elämäntasolla tutkitaan muutoksiin (mutaatioihin) liittyviä ilmiöitä ja geneettisen materiaalin lisääntymistä, aineenvaihduntaa. Tämä on molekyylibiologian tiedettä.
- Solutaso- solun muodossa olevaa elämää - elämän rakenteellista ja toiminnallista yksikköä - tutkii sytologia. Tällä tasolla tutkitaan prosesseja, kuten aineenvaihduntaa ja energiaa, tiedonvaihtoa, lisääntymistä, fotosynteesiä, hermoimpulssien siirtoa ja monia muita.
Solu on kaiken elävän olennon rakenneyksikkö.
- kudoksen taso opiskelemaan histologiaa.
Kudos on yhdistelmä solujen välistä ainetta ja soluja, jotka ovat rakenteeltaan, alkuperältään ja toiminnaltaan samanlaisia.
- Uruttaso. Elin sisältää useita kudoksia.
- Organismitaso- yksittäisen yksilön itsenäinen olemassaolo - yksisoluista tai monisoluista organismia tutkitaan esimerkiksi fysiologian ja autekologian (yksilöiden ekologian) avulla. Yksilö yhtenäisenä organismina on elämän perusyksikkö. Elämää luonnossa ei ole olemassa missään muussa muodossa.
Organismi on todellinen elämän kantaja, jolle on tunnusomaista kaikki sen ominaisuudet.
- populaatio-lajittaso- taso, jota edustaa ryhmä saman lajin yksilöitä - populaatio; populaatiossa tapahtuu elementaarisia evoluutioprosesseja (mutaatioiden kerääntyminen, ilmentyminen ja valinta). Tätä organisaatiotasoa tutkivat sellaiset tieteet kuin deekologia (tai väestöekologia), evoluutiooppi.
Populaatio on joukko saman lajin yksilöitä, jotka ovat olemassa pitkään tietyllä alueella, risteytyvät vapaasti ja ovat suhteellisen eristyksissä muista saman lajin yksilöistä.
- Biogeosenoottinentaso- edustavat yhteisöt (ekosysteemit), jotka koostuvat erilaisista populaatioista ja niiden elinympäristöistä. Tätä organisaatiotasoa tutkii biosenologia tai synekologia (yhteisöekologia).
Biogeocenoosi on yhdistelmä kaikkia lajeja, joilla on vaihteleva monimutkainen organisaatio ja kaikki niiden elinympäristön tekijät.
- biosfäärinentaso- taso, joka edustaa kaikkien biogeosenoosien kokonaisuutta. Biosfäärissä tapahtuu aineiden kiertoa ja energian muuntumista eliöiden osallistuessa.
1) Saksalaista biologia pidetään ekologian perustajana E. Haeckel(1834-1919), joka käytti termiä ensimmäisen kerran vuonna 1866 "ekologia". Hän kirjoitti: "Ekologialla tarkoitamme yleistä tiedettä organismin ja ympäristön välisestä suhteesta, johon sisällytämme kaikki "olemassaoloehdot" sanan laajassa merkityksessä. Ne ovat osittain orgaanisia ja osittain epäorgaanisia."
Aluksi tämä tiede oli biologiaa, joka tutkii eläin- ja kasvipopulaatioita niiden elinympäristössä.
Ekologia tutkii järjestelmiä yksittäisen organismin yläpuolella. Sen tutkimuksen pääkohteet ovat:
väestö - samaan tai samankaltaiseen lajiin kuuluva organismiryhmä, joka miehittää tietyn alueen;
ekosysteemi, mukaan lukien bioottinen yhteisö (populaatioiden kokonaisuus tarkasteltavana olevalla alueella) ja elinympäristö;
biosfääri- elämän alue maan päällä.
Ihmisen vuorovaikutuksessa luonnon kanssa on omat erityispiirteensä. Ihmisellä on järki, ja tämä antaa hänelle mahdollisuuden oivaltaa paikkansa luonnossa ja tarkoituksensa maan päällä. Sivilisaation kehityksen alusta lähtien ihminen on miettinyt rooliaan luonnossa. Tietysti osa luontoa, ihminen loi erityisen ympäristön, jota kutsutaan ihmisen sivilisaatio. Kehittyessään se joutui yhä enemmän ristiriitaan luonnon kanssa. Nyt ihmiskunta on jo ymmärtänyt, että luonnon jatkuva riisto voi uhata sen omaa olemassaoloa. Modernin ekologian päämäärät ja tavoitteet
Yksi modernin ekologian päätavoitteista tieteenä on tutkia peruslakeja ja kehittää rationaalisen vuorovaikutuksen teoriaa järjestelmässä "ihminen - yhteiskunta - luonto", pitäen ihmisyhteiskuntaa kiinteänä osana biosfääriä.
Nykyaikaisen ekologian päätavoite ihmisyhteiskunnan tässä kehitysvaiheessa - johdattaa ihmiskunta pois globaalista ekologisesta kriisistä kestävän kehityksen polulle, jolla saavutetaan nykyisen sukupolven elintärkeiden tarpeiden tyydyttäminen ilman, että tulevilta sukupolvilta tätä mahdollisuutta viedään.
Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi ympäristötieteen on ratkaistava useita erilaisia ja monimutkaisia ongelmia, mukaan lukien:
kehittää teorioita ja menetelmiä ekologisten järjestelmien kestävyyden arvioimiseksi kaikilla tasoilla;
tutkia populaatioiden lukumäärän ja bioottisen monimuotoisuuden säätelymekanismeja, eliöstön (kasviston ja eläimistön) roolia biosfäärin vakauden säätelijänä;
tutkia ja luoda ennusteita biosfäärin muutoksista luonnollisten ja ihmisperäisten tekijöiden vaikutuksesta;
arvioida luonnonvarojen tilaa ja dynamiikkaa sekä niiden kulutuksen ympäristövaikutuksia;
kehittää ympäristön laadun hallintamenetelmiä;
muodostaa ymmärrystä biosfäärin ongelmista ja yhteiskunnan ekologisesta kulttuurista.
Ympärillämme elävä ympäristö ei ole elävien olentojen satunnainen ja satunnainen yhdistelmä. Se on vakaa ja organisoitu järjestelmä, joka on kehittynyt orgaanisen maailman evoluutioprosessissa. Kaikki järjestelmät ovat mallintavia, esim. on mahdollista ennustaa, miten tämä tai tuo järjestelmä reagoi ulkoisiin vaikutuksiin.Järjestelmälähestymistapa on pohjana ympäristöongelmien tutkimiselle. Ekologian paikka luonnontieteiden järjestelmässä. Nykyaikainen ekologia kuuluu tieteeseen, joka syntyi monien tieteenalojen risteyksessä. Se heijastaa sekä ihmiskunnan nykyisten tehtävien globaalia luonnetta että suuntausten ja tieteellisen tutkimuksen menetelmien erilaisia integraatiomuotoja. Ekologian muuttuminen puhtaasti biologisesta tieteenalasta tiedonalaksi, johon sisältyivät myös yhteiskunta- ja tekniset tieteet, toiminta-alaksi, joka perustuu useiden monimutkaisten poliittisten, ideologisten, taloudellisten, eettisten ja muiden kysymysten ratkaisemiseen, on määrittänyt sen merkittävä paikka nykyelämässä teki siitä eräänlaisen solmun, jossa yhdistyvät tieteen eri osa-alueet ja ihmisten käytäntö. Ekologiasta on mielestäni tulossa yhä enemmän humanistisia tieteitä ja se kiinnostaa monia tieteenaloja. Ja vaikka tämä prosessi on vielä hyvin kaukana päätöksestä, sen tärkeimmät suuntaukset ovat jo melko selvästi näkyvissä meidän aikanamme.
2) Ekologian oppiaine, tehtävät ja menetelmät Ekologia(kreikaksi oikos - asunto, asuinpaikka, logos - tiede) - biologinen tiede elävien organismien ja niiden ympäristön välisestä suhteesta.
Ekologiset esineet ovat pääasiassa organismien tason yläpuolella olevia järjestelmiä, eli yliorganismien järjestelmien organisoitumisen ja toiminnan tutkimusta: populaatiot, biokenoosit (yhteisöt), biogeosenoosit (ekosysteemit) ja biosfääri kokonaisuudessaan. Toisin sanoen ekologian pääasiallinen tutkimuskohde on ekosysteemit eli elävien organismien ja ympäristön muodostamat yhtenäiset luonnonkompleksit.
Ekologian tehtävät vaihtelevat elävän aineen tutkitusta organisoitumistasosta riippuen. Väestöekologia tutkii populaatiodynamiikan ja -rakenteen malleja sekä vuorovaikutusprosesseja (kilpailu, saalistus) eri lajien populaatioiden välillä. Tehtäviin yhteisön ekologia (biosenologia) sisältää tutkimusta eri yhteisöjen eli biokenoosien organisoitumismalleista, niiden rakenteesta ja toiminnasta (aineiden kierto ja energian muunnos ravintoketjuissa).
Ekologian teoreettinen ja käytännöllinen päätehtävä on paljastaa elämän organisoinnin yleiset mallit ja niiden pohjalta kehittää periaatteita luonnonvarojen järkevälle käytölle, kun ihmisen vaikutus biosfääriin kasvaa jatkuvasti.
Ympäristöongelmien kirjo sisältää myös ympäristökasvatuksen ja valistuksen kysymyksiä, moraalisia, eettisiä, filosofisia ja jopa juridisia kysymyksiä. Näin ollen ekologiasta tulee paitsi biologinen, myös sosiaalinen tiede. Ekologiset menetelmät jaettu edelleen ala(eliöiden ja niiden yhteisöjen elämän tutkiminen luonnollisissa olosuhteissa, eli pitkäkestoinen havainnointi luonnossa erilaisilla välineillä) ja kokeellinen(kokeet kiinteissä laboratorioissa, joissa on mahdollista paitsi vaihdella, myös tiukasti valvoa minkä tahansa tekijöiden vaikutusta eläviin organismeihin tietyn ohjelman mukaisesti). Samaan aikaan ekologit eivät toimi pelkästään biologisella, vaan myös nykyaikaisilla fysikaalisilla ja kemiallisilla menetelmillä biologisten ilmiöiden mallinnus, eli luonnonvaraisissa eläimissä esiintyvien erilaisten prosessien lisääntyminen keinotekoisissa ekosysteemeissä. Mallinnuksella on mahdollista tutkia minkä tahansa järjestelmän käyttäytymistä, jotta voidaan arvioida erilaisten resurssienhallintastrategioiden ja -menetelmien soveltamisen mahdollisia seurauksia eli ympäristön ennustamiseen. 3) Ekologian tieteena kehityshistoriassa voidaan erottaa kolme päävaihetta. Ensimmäinen taso - ekologian synty ja muodostuminen tieteenä (1960-luvulle asti), kun kerättiin tietoa elävien organismien suhteesta ympäristöönsä, tehtiin ensimmäiset tieteelliset yleistykset. Samaan aikaan ranskalainen biologi Lamarck ja englantilainen pappi Malthus varoittivat ensimmäistä kertaa ihmiskuntaa mahdollisista kielteisistä vaikutuksista luontoon.
Toinen vaihe - ekologian rekisteröinti itsenäiseksi tiedon haaraksi (1960-luvulta 1950-luvulle). Vaiheen alkua leimasi venäläisten tiedemiesten teosten julkaiseminen K.F. Hallitsija, N.A. Severtseva, V.V. Dokuchaev, joka perusti ensin useita ekologian periaatteita ja käsitteitä. Charles Darwinin orgaanisen maailman evoluutiotutkimuksen jälkeen saksalainen eläintieteilijä E. Haeckel ymmärsi ensimmäisenä sen, mitä Darwin kutsui "olemassaolon taisteluksi", joka on itsenäinen biologian alue. ja kutsui sitä ekologiaksi(1866).
Itsenäisenä tieteenä ekologia muotoutui lopulta 1900-luvun alussa. Tänä aikana amerikkalainen tiedemies C. Adams loi ensimmäisen yhteenvedon ekologiasta ja muita tärkeitä yleistyksiä julkaistiin. XX vuosisadan suurin venäläinen tiedemies. IN JA. Vernadsky luo perustan biosfäärin oppi.
1930-1940-luvulla englantilainen kasvitieteilijä A. Tensley (1935) esitti aluksi käsite "ekosysteemi" ja vähän myöhemmin V. Ya. Sukachev(1940) perusteli hänelle läheistä käsitystä biogeocenoosista.
Kolmas vaihe(1950-luku - nykypäivään) - ekologian muuttaminen monimutkaiseksi tieteeksi, mukaan lukien tieteet ihmisen ympäristön suojelusta. Samalla ekologian teoreettisten perusteiden kehittämisen kanssa ratkaistiin myös ekologiaan liittyviä soveltavia kysymyksiä.
Maassamme 1960-1980-luvuilla hallitus teki lähes joka vuosi päätöksiä luonnonsuojelun vahvistamisesta; Maa-, vesi-, metsä- ja muut koodit julkaistiin. Kuten niiden soveltamiskäytäntö on osoittanut, ne eivät kuitenkaan antaneet vaadittuja tuloksia.
Nykyään Venäjällä on ekologinen kriisi: noin 15 % alueesta on itse asiassa ekologisen katastrofin vyöhykkeitä; 85 % väestöstä hengittää saastunutta ilmaa huomattavasti yli MPC-arvon. "Ympäristöperäisten" sairauksien määrä kasvaa. Luonnonvarat heikkenevät ja vähenevät.
Vastaava tilanne on kehittynyt muissa maailman maissa. Kysymys siitä, mitä ihmiskunnalle tapahtuu, jos luonnolliset ekologiset järjestelmät heikkenevät ja biosfäärin kyky ylläpitää biokemiallisia kiertokulkuja menetetään, tulee yhdeksi kiireellisimmistä.
4) 1. Elävän luonnon molekyylitaso
Solujen kemiallinen koostumus: orgaaniset ja epäorgaaniset aineet,
Aineenvaihdunta (aineenvaihdunta): dissimilaatio- ja assimilaatioprosessit,
energian imeytyminen ja vapautuminen.
Molekyylitaso vaikuttaa kaikkiin biokemiallisiin prosesseihin, joita tapahtuu missä tahansa elävässä organismissa - yksisoluisesta monisoluiseen.
Tämä taso vaikea kutsua "eläväksi". Se on pikemminkin "biokemiallinen" taso - siksi se on perusta kaikille muille villieläinten järjestäytymistasoille. Siksi hän loi perustan villieläinten luokittelulle valtakunnille mikä ravintoaine on tärkein kehossa: eläimissä - proteiini, sienissä - kitiini, kasveissa se on hiilihydraatteja.
Tieteet, jotka tutkivat eläviä organismeja tällä tasolla:
2. Villieläinten organisaation solutaso
Sisältää edellisen - molekyylitason organisaatiotaso.
Tällä tasolla termi "solu" esiintyy jo muodossa "pienin jakamaton biologinen järjestelmä"
Tietyn solun aineenvaihdunta ja energia (erilainen riippuen siitä, mihin valtakuntaan organismi kuuluu);
Solun organoidit;
Elinkierrot - alkuperä, kasvu ja kehitys sekä solujen jakautuminen
Tieteiden opiskelu solun organisaatiotaso:
Genetiikka ja embryologia tutkivat tätä tasoa, mutta tämä ei ole tutkimuksen pääkohde.
3. Kudosten organisoitumistaso:
Sisältää 2 edellistä tasoa - molekyylinen ja solu.
Tätä tasoa voidaan kutsuamonisoluinen "- loppujen lopuksi kangas onsolujen kokoelma joilla on samanlainen rakenne ja jotka suorittavat samoja tehtäviä.
Tiede - Histologia
4. Elin (ensimmäisen tavun painotus) elämän organisointitaso
Yksisoluisissa elimissä nämä ovat organellit - on yhteisiä organelleja - tyypillisiä kaikille eukaryoottisille tai prokaryoottisille soluille, niitä on erilaisia.
Monisoluisissa organismeissa yhteisen rakenteen ja toiminnan omaavat solut yhdistetään kudoksiksi ja ne vastaavasti ruumiit, jotka puolestaan yhdistetään järjestelmiksi ja niiden on oltava harmonisesti vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.
Kudosten ja elinten organisaatiotasot - opiskele tieteitä:
5. Organismin taso
Sisältää kaikki aiemmat tasot: molekyylinen, solujen, kudosten tasot ja elimet.
Tällä tasolla Wildlife on jaettu valtakuntiin - eläimiin, kasveihin ja sieniin.
Tämän tason ominaisuudet:
Aineenvaihdunta (sekä kehon tasolla että solutasolla)
Kehon rakenne (morfologia).
Ravitsemus (aineenvaihdunta ja energia)
homeostaasi
jäljentäminen
Vuorovaikutus organismien välillä (kilpailu, symbioosi jne.)
Vuorovaikutus ympäristön kanssa
6. Populaatiolajikohtainen elämänorganisaation taso
Sisältää molekyylinen, solujen, kudosten tasot, elimet ja keho.
Jos useat organismit ovat morfologisesti samanlaisia (eli niillä on sama rakenne) ja niillä on sama genotyyppi, ne muodostavat yhden lajin tai populaation.
Tämän tason pääprosessit ovat:
Eliöiden vuorovaikutus keskenään (kilpailu tai lisääntyminen)
mikroevoluutio (elimistön muutos ulkoisten olosuhteiden vaikutuksesta)
Tätä tasoa tutkivat tieteet:
7. Elämän organisoinnin biogeosenoottinen taso
Tällä tasolla melkein kaikki on jo otettu huomioon:
Organismien ravitsemusvuorovaikutus keskenään - ravintoketjut ja -verkostot
Organismien inter- ja intraspesifinen vuorovaikutus - kilpailu ja lisääntyminen
Ympäristön vaikutus organismeihin ja vastaavasti eliöiden vaikutus niiden elinympäristöön
Tätä tasoa tutkiva tiede on Ekologia
No, viimeinen taso on korkein!
8. Villieläinten organisoinnin biosfääritaso
Se sisältää:
Luonnon sekä elävien että elottomien komponenttien vuorovaikutus
Biogeosenoosit
Ihmisen vaikutus - "antropogeeniset tekijät"
Aineiden kiertokulku luonnossa
5) Ekologinen järjestelmä tai ekosysteemi on ekologian päätoiminnallinen yksikkö, koska se sisältää organismeja ja
eloton ympäristö - komponentit, jotka vaikuttavat keskinäisesti toistensa ominaisuuksiin, ja välttämättömät olosuhteet elämän ylläpitämiseksi maan päällä olevassa muodossaan. Termi ekosysteemi Englantilainen ekologi ehdotti ensimmäisen kerran vuonna 1935 A. Tensley.
Siten ekosysteemi ymmärretään joukoksi eläviä organismeja (yhteisöjä) ja niiden elinympäristöä, jotka aineiden kierron ansiosta muodostavat vakaan elämänjärjestelmän.
Eliöyhteisöt ovat yhteydessä epäorgaaniseen ympäristöön lähimpien materiaali- ja energiasiteiden kautta. Kasvit voivat olla olemassa vain jatkuvan hiilidioksidin, veden, hapen ja mineraalisuolojen ansiosta. Heterotrofit elävät autotrofeista, mutta tarvitsevat epäorgaanisia yhdisteitä, kuten happea ja vettä.
Missä tahansa tietyssä elinympäristössä elävien organismien elintärkeän toiminnan ylläpitämiseen tarvittavat epäorgaanisten yhdisteiden reservit riittäisivät lyhyeksi ajaksi, jos näitä varoja ei uusittaisi. Biogeenisten elementtien paluu ympäristöön tapahtuu sekä organismien elinkaaren aikana (hengityksen, erittymisen, ulostamisen seurauksena) että niiden kuoleman jälkeen ruumiiden ja kasvitähteiden hajoamisen seurauksena.
Näin ollen yhteisö muodostaa epäorgaanisen väliaineen kanssa tietyn järjestelmän, jossa organismien elintärkeän toiminnan aiheuttama atomivirtaus pyrkii sulkeutumaan kiertokulkuun.
Riisi. 8.1. Biogeocenoosin rakenne ja komponenttien välinen vuorovaikutuskaavio
Kotimaisessa kirjallisuudessa termiä "biogeocenoosi", jota ehdotettiin vuonna 1940, käytetään laajalti. B. HSukachev. Hänen määritelmänsä mukaan biogeosenoosi on "joukko homogeenisia luonnonilmiöitä (ilmakehä, kivet, maaperä ja hydrologiset olosuhteet) tunnetussa laajuudessa maan pintaa, jolla on erityinen näiden aineosien vuorovaikutuksen spesifisyys ja tietynlainen vaihto. aineesta ja energiasta itsensä ja muiden luonnonilmiöiden välillä ja edustavat sisäisesti ristiriitaista dialektista yhtenäisyyttä, joka on jatkuvassa liikkeessä, kehityksessä.
Biogeocenoosissa V.N. Sukachev nosti esiin kaksi lohkoa: ekotooppi- joukko abioottisen ympäristön olosuhteita ja biokenoosi- kaikkien elävien organismien kokonaisuus (kuva 8.1). Ekotooppia pidetään usein kasvien muuntamattomana abioottisena ympäristönä (fyysisen ja maantieteellisen ympäristön tekijöiden ensisijainen kompleksi), ja biotooppia pidetään abioottisen ympäristön elementtien kokonaisuutena, jota elävien ympäristöä muodostava toiminta muuttaa. eliöt.
On olemassa mielipide, että termi "biogeocenoosi" heijastaa paljon enemmän tutkittavan makrojärjestelmän rakenteellisia ominaisuuksia, kun taas käsite "ekosysteemi" sisältää ensisijaisesti sen toiminnallisen olemuksen. Itse asiassa näillä termeillä ei ole eroa.
On syytä huomauttaa, että tietyn fyysisen ja kemiallisen ympäristön (biotoopin) ja elävien organismien yhteisön (biokenoosi) yhdistelmä muodostaa ekosysteemin:
Ekosysteemi = biotooppi + biokenoosi.
Ekosysteemin tasapainotila (kestävä) varmistetaan aineiden kierron perusteella (ks. kohta 1.5). Kaikki ekosysteemien komponentit ovat suoraan mukana näissä sykleissä.
Aineiden kierron ylläpitämiseksi ekosysteemissä tarvitaan epäorgaanisten aineiden varasto assimiloituneessa muodossa ja kolme toiminnallisesti erilaista ekologista organismiryhmää: tuottajat, kuluttajat ja hajottajat.
Tuottajat autotrofiset organismit toimivat, jotka pystyvät rakentamaan kehoaan epäorgaanisten yhdisteiden kustannuksella (kuva 8.2).
Riisi. 8.2. Tuottajat
Kuluttajat - heterotrofiset organismit, jotka kuluttavat tuottajien tai muiden kuluttajien orgaanista ainesta ja muuttavat sen uusiin muotoihin.
hajottajat elävät kuolleiden orgaanisten aineiden kustannuksella, muuttaen sen jälleen epäorgaanisiksi yhdisteiksi. Tämä luokittelu on suhteellinen, koska sekä kuluttajat että tuottajat itse toimivat osittain hajottajina elämänsä aikana vapauttaen mympäristöön.
Periaatteessa atomien kiertoa voidaan ylläpitää järjestelmässä ilman välilinkkiä - kuluttajia, kahden muun ryhmän toiminnan ansiosta. Tällaisia ekosysteemejä esiintyy kuitenkin pikemminkin poikkeuksina esimerkiksi niiltä alueilta, joilla vain mikro-organismeista muodostuneet yhteisöt toimivat. Kuluttajien roolia luonnossa hoitavat pääasiassa eläimet, joiden toiminta ekosysteemeissä olevien atomien syklisen vaelluksen ylläpitämisessä ja nopeuttamisessa on monimutkaista ja monipuolista.
Luonnon ekosysteemin mittakaava on hyvin erilainen. Niissä ylläpidettyjen ainekiertojen sulkeutumisaste ei myöskään ole sama, ts. samojen elementtien toistuva osallistuminen sykleihin. Erillisinä ekosysteemeinä voidaan ajatella esimerkiksi jäkälätyynyä puunrungolla ja sortuva kanto populaatioineen sekä pieni tilapäinen tekojärvi, niitty, metsä, aro, erämaa, koko valtameri ja lopuksi koko maapallon pinta on elämän miehittämä.
Joissakin ekosysteemityypeissä aineen poisto rajojen ulkopuolelta on niin suurta, että niiden stabiilius säilyy pääasiassa ulkopuolelta tulevan saman määrän aineen vuoksi, kun taas sisäinen kierto on tehotonta. Nämä ovat virtaavia tekoaltaita, jokia, puroja, alueita vuorten jyrkillä rinteillä. Muilla ekosysteemeillä on paljon täydellisempi ainekierto ja ne ovat suhteellisen itsenäisiä (metsät, niityt, järvet jne.).
Ekosysteemi on käytännössä suljettu järjestelmä. Tämä on perustavanlaatuinen ero ekosysteemien ja yhteisöjen ja populaatioiden välillä, jotka ovat avoimia järjestelmiä, jotka vaihtavat energiaa, ainetta ja tietoa ympäristön kanssa.
Yhdelläkään Maan ekosysteemillä ei kuitenkaan ole täysin suljettua kiertokulkua, koska pienin massanvaihto ympäristön kanssa tapahtuu silti.
Ekosysteemi on joukko toisiinsa yhteydessä olevia energiankuluttajia, jotka tekevät työtä säilyttääkseen epätasapainotilansa suhteessa ympäristöön aurinkoenergiavirran avulla.
Yhteisöjen hierarkian mukaisesti elämä maapallolla ilmenee myös vastaavien ekosysteemien hierarkiassa. Elämän ekosysteemiorganisaatio on yksi sen olemassaolon välttämättömistä edellytyksistä. Kuten jo todettiin, organismien elämään tarvittavat biogeeniset elementit maapallolla kokonaisuudessaan ja sen pinnan kullakin tietyllä alueella eivät ole rajattomat. Vain syklijärjestelmä voisi antaa näille varauksille äärettömyyden ominaisuuden, joka on välttämätön elämän jatkumiselle.
Vain toiminnallisesti erilaiset organismiryhmät voivat tukea ja toteuttaa kiertoa. Elävien olentojen toiminnallinen ja ekologinen monimuotoisuus ja ympäristöstä erottuvien aineiden virtauksen organisoituminen kiertokulkuihin ovat elämän vanhin ominaisuus.
Tästä näkökulmasta katsottuna monien lajien kestävä olemassaolo ekosysteemissä saavutetaan siinä jatkuvasti esiintyvillä luonnollisilla elinympäristöhäiriöillä, jolloin uudet sukupolvet voivat miehittää juuri vapautuneen tilan.
Ekosysteemi (ekologinen järjestelmä)- ekologian päätoiminnallinen yksikkö, joka on elävien organismien ja niiden elinympäristön yksikkö, joka on organisoitu energiavirtojen ja aineiden biologisen kierron avulla. Tämä on elävien ja sen elinympäristön, kaikkien yhdessä elävien elävien organismien ja niiden olemassaolon edellytysten perustavanlaatuinen yhteisyys (kuva 8).
Riisi. 8. Erilaiset ekosysteemit: a - keskikaistan lammet (1 - kasviplankton; 2 - eläinplankton; 3 - uimakuoriaiset (toukat ja aikuiset); 4 - nuoret karpit; 5 - hauet; 6 - horonomidien toukat (nykivät hyttyset); 7 - bakteerit; 8 - rannikon kasvillisuuden hyönteiset; b - niityt (I - abioottiset aineet, eli tärkeimmät epäorgaaniset ja orgaaniset komponentit); II - tuottajat (kasvillisuus); III - makrokuluttajat (eläimet): A - kasvinsyöjät (fillies, pelto hiiret jne.); B - epäsuorat tai roskaa syövät kuluttajat tai saprobit (maaperän selkärangattomat); C - "ratsastus" saalistajat (haukat); IV - hajottajat (mädäntyvät bakteerit ja sienet)
Toiminnallisesta näkökulmasta on suositeltavaa analysoida ekosysteemiä seuraavilla alueilla:
1) energiavirrat;
2) ruokaketjut;
3) tila-ajallisen monimuotoisuuden rakenne;
4) biogeokemialliset syklit;
5) kehitys ja evoluutio;
6) hallinta (kybernetiikka);
Ekosysteemit voidaan luokitella myös seuraavasti:
rakenne;
· Tuottavuus;
· Kestävyys;
Ekosysteemityypit (Komovin mukaan):
· Kertyvä (korkeat suot);
Transit (voimakas aineen poistaminen);
Organisaatiotasot elävät järjestelmät heijastavat elämän rakenteellisen organisaation alisteisuutta, hierarkiaa; eroavat toisistaan järjestelmän monimutkaisuuden suhteen (solu on yksinkertaisempi verrattuna monisoluiseen organismiin tai populaatioon).
Elintaso - tämä on sen olemassaolon muoto ja tapa (virus esiintyy proteiinikuoreen suljetun DNA- tai RNA-molekyylin muodossa - viruksen olemassaolon muoto. Elävän järjestelmän ominaisuudet virus osoittaa kuitenkin vain kun se saapuu toisen organismin soluun, missä se lisääntyy - tapa, jolla se on olemassa).
Organisaatiotasot |
Biologinen järjestelmä |
Komponentit, jotka muodostavat järjestelmän |
Ydinprosessit |
|
1. |
Molekyyli |
Erilliset biopolymeerit (DNA, RNA, proteiinit, lipidit, hiilihydraatit jne.); |
Tällä elämäntasolla tutkitaan muutoksiin (mutaatioihin) liittyviä ilmiöitä ja geneettisen materiaalin lisääntymistä, aineenvaihduntaa. |
|
2. |
Kemiallisten yhdisteiden ja soluorganellien molekyylien komplekseja |
Tiettyjen orgaanisten aineiden synteesi; kemiallisten reaktioiden säätely; solujen jakautuminen; Maan kemiallisten alkuaineiden ja auringon energian osallistuminen biosysteemeihin |
|
|
3. |
Solut ja solujen välinen aine |
Aineenvaihdunta; ärtyneisyys |
|
|
4. |
Eri tyyppisiä kankaita |
Ruoansulatus; kaasun vaihto; aineiden kuljetus; liikettä jne. |
|
|
5. Organismi |
organismi |
Elinjärjestelmät |
Aineenvaihdunta; ärtyneisyys; jäljentäminen; ontogeneesi. Elintoimintojen neuro-humoraalinen säätely. Varmistetaan organismin harmoninen mukautuminen ympäristöönsä |
|
6. Populaatio-lajit |
väestö |
Sukulaisten yksilöiden ryhmät, joita yhdistää tietty geenipooli ja erityinen vuorovaikutus ympäristön kanssa |
geneettinen identiteetti; yksilöiden ja populaatioiden välinen vuorovaikutus; elementaaristen evolutionaaristen muutosten kerääntyminen; muuttuviin ympäristöolosuhteisiin sopeutumisen kehittäminen |
|
7. |
Biogeocenoosi |
Eri lajien populaatiot; ympäristötekijät; tila, jossa on monia ympäristöolosuhteita |
Aineiden biologinen kiertokulku ja elämää tukeva energiavirta; liikkuva tasapaino elävän väestön ja abioottisen ympäristön välillä; elinolojen ja resurssien tarjoaminen elävälle väestölle |
|
8. |
Biosfääri |
Biogeosenoosit ja antropogeeniset vaikutukset |
Planeetan elävän ja elottoman (inertin) aineen aktiivinen vuorovaikutus; biologinen globaali kiertokulku; ihmisen aktiivinen biogeokemiallinen osallistuminen kaikkiin biosfäärin prosesseihin |
TEEMAATTISET TEHTÄVÄT
Osa A
A1. Tasoa, jolla atomien biogeenisen siirtymisen prosesseja tutkitaan, kutsutaan:
1) biogeosenoottinen
2) biosfääri
3) populaatio-lajit
4) molekyyligeneettinen
A2. Populaatiolajien tasolla he tutkivat:
1) geenimutaatiot
2) saman lajin organismien suhde
3) elinjärjestelmät
4) aineenvaihduntaprosessit kehossa
A3. Kehon suhteellisen vakion kemiallisen koostumuksen ylläpitämistä kutsutaan
1) aineenvaihdunta
2) assimilaatio
3) homeostaasi
4) sopeutuminen
A4. Mutaatioiden esiintyminen liittyy sellaiseen organismin ominaisuuteen kuin
1) perinnöllisyys
2) vaihtelevuus
3) ärtyneisyys
4) itsensä lisääntyminen
A5. Mikä seuraavista biologisista systeemeistä muodostaa korkeimman elintason?
1) amebasolu
2) isorokkovirus
3) peuralauma
4) luonnonsuojelualue
A6. Käden vetäminen pois kuumasta esineestä on esimerkki
1) ärtyneisyys
2) sopeutumiskyky
3) ominaisuuksien periytyminen vanhemmilta
4) itsesääntely
A7. Fotosynteesi, proteiinien biosynteesi ovat esimerkkejä
1) plastinen aineenvaihdunta
2) energia-aineenvaihdunta
3) ravitsemus ja hengitys
4) homeostaasi
A8. Mikä termeistä on synonyymi käsitteen "aineenvaihdunta" kanssa?
1) anabolismi
2) katabolismi
3) assimilaatio
4) aineenvaihdunta
Osa B
KOHDASSA 1. Valitse elämän molekyyligeneettisellä tasolla tutkitut prosessit:
1) DNA:n replikaatio
2) Downin taudin perinnöllinen
3) entsymaattiset reaktiot
4) mitokondrioiden rakenne
5) solukalvon rakenne
6) verenkierto
IN 2. Korreloi organismien sopeutumisen luonne olosuhteisiin, joihin ne on kehitetty.
Osa C
C1. Mitkä kasvien mukautukset tarjoavat niille lisääntymisen ja uudelleensijoittamisen?
C2. Mikä on yhteistä ja mitä eroja on elämän eri tasojen välillä?
