Признаки живых организмов. Основные отличия живых организмов от тел неживой природы.
Биология как наука, ее достижения, связи с другими науками. Методы изучения живых объектов. Роль биологии в жизни и практической деятельности человека.
Биология – наука, изучающая живые организмы. В настоящее время подразделяется на обширный перечень дисциплин, изучающих различные уровни организации живого (молекулярная биология, цитология, морфология, экология и пр.), разные царства (ботаника, зоология), различающихся предметом рассмотрения (строение, функционирование, взаимосвязь и т.д.) и применяемыми методами. Биология изучает живые объекты, построенные на основе биополимеров (белков, нуклеиновых кислот).
Среди достижений биологии можно отметить описание большого числа видов живых организмов, существующих на Земле, создание клеточной, эволюционной, хромосомной теории, расшифровка структуры белка и нуклеиновых кислот и т.д. На практике это способствовало увеличению эффективности производства сельскохозяйственной продукции, развитию медицины, биотехнологии, созданию основ рационального природопользования.
Биология тесно связана с другими науками и широко применяет их методы (география, история, химия, физика, математические дисциплины, кибернетика, философия и др.).
Методы изучения живых объектов включают наблюдение, эксперимент (а также описание, сравнение, анализ, синтез, исторический метод, математическое моделирование и пр.).
На сегодняшний день роль биологии в жизни и практической деятельности человека растет. Это связано с обострением экологической ситуации на Земле, вызванной ростом населения, большим потреблением энергии, обострением социальных противоречий. Дальнейшее развитие и даже существование современной цивилизации возможно только в гармонии с окружающей средой, что требует глубокого знания и соблюдения биологических закономерностей, широкого использования биотехнологии.
Царство растений, его отличия от других царств живой природы. Объясните, какая группа растений занимает в настоящее время господствующее положение на Земле. Среди живых растений или гербарных экземпляров найдите представителей этой группы.
К царству растений относятся эукариоты, способные к автотрофному питанию за счет фотосинтеза (некоторые представители перешли к паразитическому образу жизни и утратили хлорофилл). Для растений характерна малая подвижность, рост в течение всей жизни, минеральное (у высших растений корневое) питание, на клеточном уровне жесткая клеточная стенка, построенная, как правило, из целлюлозы, отсутствие центриолей, наличие вакуолей с клеточным соком. В качестве запасного углевода – крахмал. Характерно наличие хлорофилла или других пигментов, способных поглощать энергию солнечного света для дальнейшего использования в процессах фотосинтеза.
В настоящее время господствующее положение на Земле занимает отдел Покрытосеменных (Цветковых) растений, считающийся наиболее эволюционно продвинутым и определяющий вид большинства современных биотопов. Для покрытосеменных характерно наличие таких генеративных органов, как цветок и плод.
Из предложенных экземпляров следует выбрать представителей изученных семейств (крестоцветные, розоцветные, бобовые, пасленовые, сложноцветные, злаки, лилейные) или классов (однодольные, двудольные).
Используя знания об обмене веществ и превращении энергии в организме человека, дайте научное объяснение влияния на обмен веществ гиподинамии, стрессов, вредных привычек, переедания.
Организм человека представляет собой сложную систему, в которой все происходящие процессы согласованы и направлены на поддержание гомеостаза, выживание особи и оставление потомства. Если какие-то системы органов не несут необходимую нагрузку (не упражняются), это приводит к их ослаблению, возникновению физиологических расстройств и патологий.
Гиподинамия – пониженная двигательная активность, отсутствие физических нагрузок – приводит к снижению работоспособности мышц, сердечно-сосудистой системы и, как следствие, нарушению обмена веществ и ухудшению состояния всего организма в целом. Неизрасходованные на физическую активность питательные вещества откладываются в запас, что зачастую приводит к ожирению. Этому также способствует переедание.
Стресс является защитной реакцией организма, позволяющей выжить в момент опасности. Стресс мобилизует возможности организма, сопровождается выбросом гормонов, повышает интенсивность сердечно-сосудистой деятельности и пр. Эта энергия в условиях современной цивилизации часто не находит естественного выхода и является перегрузкой для нервной и других систем.
Вредные привычки: курение, алкоголь и другие яды – приводят к поступлению в организм чужеродных вредных веществ, которые отравляют организм и вызывают заболевания. (Особенно недопустимо употребление алкоголя во время приема антибиотиков или наличия другой нагрузки на почки и печень.) Наркотические вещества, участвуя в обмене веществ, вызывают привыкание, в дальнейшем прекращение поступления никотина, алкоголя и др. сопровождается ломкой – резким ухудшением самочувствия. Таким образом, возникает физиологическая и психологическая зависимость от наркотиков.
Нарушение режима дня, азартные игры, пресыщение удовольствиями истощают организм и, кроме того, отвлекают сознание человека от решения насущных задач, занятий физкультурой и препятствуют духовному росту.
Билет № 2
Признаки живых организмов. Основные отличия живых организмов от тел неживой природы.
Признаки живых организмов:
1. Живые организмы, изучаемые биологией, содержат биополимеры: белки и нуклеиновые кислоты, определяющие их характерные свойства.
2. Большинство организмов имеет клеточное строение (кроме вирусов)
3. Обмен веществом и энергией с окружающей средой: живые существа питаются, на этом основан пластический и энергетический обмен, поддерживают постоянство внутренней среды - гомеостаз и выделяют продукты жизнедеятельности в окружающую среду.
4. Способность к размножению: воспроизведение потомства, наследующего признаки родителей.
Совокупность этих признаков отличает живые организмы от тел неживой природы. Важнейшим отличием является способность обрабатывать информацию, получаемую из окружающей среды, и осуществлять ответную реакцию на внешнее раздражение.
Также отмечают сложность организации, способность эволюционировать, приспособленность к среде обитания.
Нетрудно видеть, что многие живые организмы обладают не всеми названными свойствами (например, споры бактерий в замороженном состоянии). В то же время в неживой природе существуют системы, обладающие многими из названных признаков (например насыщенные растворы, космические тела, созданная человеком вычислительная техника и автоматизированные системы).
Существует точка зрения (витализм и др.), что основополагающим и принципиальным отличием живого от неживого является наличие особой субстанции (души), покидающей физическое тело после смерти. Данная точка зрения не пользуется популярностью среди биологов, несмотря на безуспешность многочисленных попыток получения живого существа из неживой материи.
2. Экологические (биотические) факторы, их влияние на организм. Приведите примеры конкурентных отношений в природе и раскройте их значение. Как человек использует знания о конкуренции в практической деятельности?
К биотическим факторам относят влияние на организм окружающих живых существ. В зависимости от того, положительно или отрицательно данные взаимодействия сказываются на состоянии организмов, выделяют:
1. Нейтрализм – организмы не оказывают заметного влияния друг на друга (взаимодействие минимально)
2. Симбиоз – организмы испытывают положительное влияние, часто взаимное: примером симбиотических связей считают лишайники (гриб и водоросль), микоризу шляпочных грибов и деревьев, опыление клевера шмелём. К симбиозу зачастую относят нахлебничество (мелкие насекомоядные птицы подбирают насекомых, падающих вниз при работе дятла), квартирантство (птицы селятся в дуплах, выдолбленных дятлом), кооперацию – необязательные взаимовыгодные связи (опыление цветков неспециализированными опылителями).
3. Хищничество (как правило, умерщвление активной добычи) и паразитизм – кратковременное или длительное питание (или местожительство – гнездовой паразитизм кукушки) за счет другого организма, не сопровождающееся немедленной гибелью жертвы – один организм испытывает положительное влияние, другой отрицательное.
4. Конкуренция – оба организма испытывают отрицательное воздействие. Конкурентные взаимодействия возникают у видов, испытывающих сходные потребности, например, между деревьями в лесу возникает «борьба» за доступ к свету. Если потребности очень близки, один вид может полностью вытеснить другой (ель вытесняет светолюбивую сосну).
Конкуренция как существенный фактор в борьбе за существование способствует различной специализации (эволюционному расхождению потребностей), что повышает видовое разнообразие и устойчивость экосистем.
В практической деятельности человека важно учитывать нежелательную конкуренцию: не допускать засорения полей сорняками, прудов для рыборазведения сорными малоценными породами рыб. Особая осторожность требуется при заселении экосистем новыми видами, которые могут вытеснить ценные местные виды.
3. Объясните, почему поджелудочную железу относят к железам смешанной секреции. Как в крови поддерживается постоянное количество глюкозы? Какие меры необходимо соблюдать, чтобы не заболеть сахарным диабетом?
Поджелудочная железа относится к железам смешанной секреции. Она вырабатывает пищеварительный сок, содержащий ферменты и поступающий через проток в двенадцатиперстную кишку (внешняя секреция). В то же время поджелудочная железа синтезирует важнейший гормон – инсулин, выделяемый в кровь (внутренняя секреция). При повышении содержания глюкозы в крови, вырабатываемый инсулин способствует усиленному потреблению глюкозы и превращению её в гликоген, запасное вещество. После чего излишки инсулина достаточно быстро разрушаются.
При недостатке инсулина развивается заболевание – сахарный диабет, сопровождающееся серьезным нарушением обмена веществ, а в тяжелых случаях потерей сознания и смертью. Больным, страдающим сахарным диабетом, вводят в кровь препараты инсулина.
Чтобы не заболеть сахарным диабетом, нужно вести подвижный образ жизни, не злоупотреблять углеводами, избегать нервных перегрузок. Профилактике сахарного диабета способствует включение в рацион злака под названием полба и некоторые другие продукты.
Билет № 3