Сущность жизни и свойства живого. Уровни организации живой природы

Цели: расширить знания учащихся об основных свойствах живых организмов, чертах сходства и отличиях живой материи от неживой; сформировать знания об уровнях организации живой природы; продолжить развитие у учащихся умений работать с текстом, составлять схемы и таблицы.

Оборудование: карточки-задания, схема “Уровни организации живой природы”, таблица “Уровни организации живой природы” (у каждого ученика или по одной на стол).

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка знаний по теме: “Биология: предмет, задачи, методы исследования, связь с другими науками. Значение биологии.

1. Выполнение заданий на карточках (См. приложение 2)

Варианты методов в карточке можно предлагать или не предлагать (на усмотрение учителя).

(Ответ: 1) описательный; 2) экспериментальный; 3) моделирование; 4) сравнительный; 5) исторический; 6) наблюдение.)

2. Разбор домашнего задания.

Учащиеся озвучивают проблему, формулируют тему, цели и задачи исследования, выдвигают гипотезы, описывают ход исследования.

III. Изучение новой темы

1. Постановка проблемы.

— Разговор на прошлом уроке мы начали с определения, что такое биология. Отметили, что биология — наука о жизни, живых организмах, живой природе.

— Что же такое жизнь? Попробуем дать понятие.

Задание: составьте синквейн понятия “жизнь”.

Примеры синквейна:

1) 1. Жизнь.

2. Многогранная, сложная.

3. Возникает, существует, прекращается.

4. Существует в форме организмов.

5. Загадка.

2) 1. Жизнь.

2. Многоликая, материальная.

3. Самовоспроизводимая, самообновляется, зарождается.

4. Основной объект изучения биологии.

5. Явление.

Комментарии учителя. Можно ли сформулировать определение понятия “жизнь”?

Материалистическое определение жизни дал Ф. Энгельс в XIX веке: “Жизнь есть способ существования белковых тел. И этот способ существования заключается по своему существу в постоянном самообновлении их химических составных частей”. В этом определении указаны самые существенные, с точки зрения автора, признаки жизни — материальный носитель (белковое тело), способ существования (самообновление), его механизм (обмен веществ).

Достижения биологии нашего времени позволили вскрыть новые черты, характерные для живых организмов, и на этом основании дать более подробное определение понятия “жизнь”. Одно из этих определений принадлежит советскому ученому М.В. Волькенштнейну: “Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот”.

Но каждая из этих характеристик по отдельности может быть обнаружена и в неживых системах.

1) Открытая система — система, обменивающаяся с внешней средой энергией и веществом (примеры: паровой котел, костер).

2) Саморегуляция (авторегуляция) — автоматическое сохранение постоянства состава и свойств самой системой (примеры саморегулирующегося технического устройства: карбюратор).

3) Пример самовоспроизведения неживых структур — образование кристаллов в насыщенных солевых растворах.

— Попытки современных ученых дать полное определение жизни до сих пор не увенчались успехом. Дело в том, что живые организмы обладают рядом признаком, отсутствующих у большинства неживых систем, но среди этих признаков нет ни одного такого, который был бы присущ только живому. Поэтому проще всего дать определение жизни, перечислив основные свойства живых организмов.

— Какие же это свойства?

2. Работа с учебником.

Учащиеся работают с текстом учебника, выписывают в тетрадь признаки живого, подчеркивают новые термины, которые необходимо запомнить.

Учитель в это время записывает на доске перечень свойств живых организмов, взятый из других литературных источников.

Критерии (свойства) живых организмов:

1. Единство химического состава.

2. Обмен веществ.

3. Самовоспроизведение.

4. Наследственность.

5. Изменчивость.

6. Рост и развитие.

7. Раздражимость.

8. Дискретность.

9. Саморегуляция.

10. Ритмичность.

11. Приспособляемость.

Учитель просит учащихся выбрать те признаки живых организмов, о которых в тексте учебника речь не шла. Учащиеся называют дискретность, саморегуляцию, ритмичность.

Учитель поясняет данные свойства.

Комментарии учителя.

Дискретность (от лат. “discretus” — прерывистый, разделенный) — всеобщее свойство живого, суть которого заключается в том, что любая биологическая система состоит из отдельных взаимодействующих систем (атомы, молекулы, органоиды, клетки, ткани, организмы, виды и т.д.).

Дискретность строения организма — основа его структурной упорядоченности, она создает возможность постоянного самообновления его путем замены “износившихся” структурных элементов.

Саморегуляция — это свойство, которое характеризует способность живых организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях среды, поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов.

Ритмичность — свойство, направленное на согласование функций организма с окружающей средой и обусловленное различными космическими и планетарными причинами: вращением Земли вокруг Солнца, сменой времен года, фазами Луны и т.д.

Таким образом, живые организмы резко отличаются от неживых систем своей исключительной сложностью и высокой структурной и функциональной упорядоченностью. Эти отличия придают жизни качественно новые свойства.

3. Продолжение изучения материала.

Итак, мы кратко рассмотрели основные свойства живых организмов. Однако биологическая картина мира включает в себя и идею об уровнях организации живой природы. Каждый уровень организации живого довольно специфичен, имеет свою характеристику, свои закономерности, и даже можно выделить науки, которые ведут свои исследования на каждом конкретном уровне.

Необходимо уточнить, что выделение отдельных уровней организации жизни условно, так как они тесно связаны между собой и вытекают один из другого, что говорит о целостности живой природы.

Уровни организации живой природы

Выделяют несколько уровней организации живой природы. Изобразим их в виде блоков в схеме. Схема проиллюстрирует нам отдельные уровни организации жизни, связь их между собой, вытекание одного из другого и покажет целостность живой природы.

Мы видим, что строение живых систем характеризуется дискретностью, то есть разделенностью на функциональные единицы. Так, атомы состоят из элементарных частиц, из атомов состоят молекулы, из молекул (крупных и малых) — органоиды, которые, в свою очередь, образуют клетки, из клеток формируются ткани, а из них — органы и т.д.

4. Работа с таблицей.

— Совершим небольшую прогулку по уровням организации живого, взяв для примера молекулу гемоглобина. По ходу “движения” запомним таблицу “Уровни организации живой природы” (См. приложение 1).

Биология начинается с молекулярного уровня, ибо атомный уровень не несет следов биологической специфичности. С позиции молекулярного уровня, гемоглобин — белок, который состоит из аминокислот, но в отличие от многих других белков, является сложным белком. Он состоит из четырех глобул (шариков — белков) и железосодержащих генов. Молекулярный уровень изучается биохимией и молекулярной биологией, именно они изучают, как, например, молекула кислорода связывается с гемоглобином.

Следующий основной уровень организации — клеточный. Гемоглобин у позвоночных животных находится внутри красных кровяных телец — эритроцитов.

Комментарии учителя. В организме многоклеточных клетки объединены в ткани — системы межклеточного вещества и клеток, сходных по происхождению, строению и функциям.

Тканевый уровень изучает гистология. Благодаря специализации клетки выполняют свои функции гораздо эффективнее. Эритроцит, заполненный гемоглобином, лучше всех связывает кислород, однако сам не может двигаться, но его несет поток крови, в составе которой он находится.

Поток крови создается мышечными клетками сердца. Клетки сердца не могут работать без того кислорода, который им приносят эритроциты. Взаимодействие между близко расположенными тканями ведет к их анатомическому обособлению и функциональной специализации, формирующей органы. Кровеносные сосуды приносят эритроциты во все органы.

Взаимозависимые органы формируют новый уровень организации — организм.

— Следующий уровень — популяционно-видовой. Зададим вопрос: Одинаковы ли молекулы гемоглобина в разных популяциях людей? Преобладающим типов гемоглобина является гемоглобин А, однако в районах, где распространена малярия, резко повышена частота встречаемости гемоглобина S, организмы SS болеют серновидноклеточной анемией, а AS — практически здоровы, риск заболеть малярией для них снижен более чем в 2 раза по сравнению с лицами, не имеющими гена гемоглобина S.

— Теперь рассмотрим биоценоз — систему популяций разных видов. Популяции, сосуществующие в одном месте, связаны цепями питания. Кто же, например, использует молекулы гемоглобина для питания? Конечно же, самки комара. Благодаря гемоглобину они выводят все новые и новые поколения насекомых. А все биоценозы связаны между собой круговоротом веществ, идущим через атмосферу, гидросферу, литосферу, в единую систему — биосферу. Так что, когда после очередного вдоха гемоглобин связывает молекулу кислорода, вполне возможно, что эта молекула образовалась в результате фотосинтеза в листьях растения, а затем с атмосферными потоками долетела до наших легких, где и связалась с гемоглобином.

— Мы видим, что научные проблемы, решаемые на разных уровнях организации живой природы, тесно переплетаются друг с другом, формируя у исследователя целостное представление о живой природе.

III. Рефлексия

Домашнее задание

По А.А. Каменскому, §3, термины, вопросы после параграфа, записи в тетради, “Краткое содержание вводного раздела”, с. 13.

По И.Н. Пономаревой, §2, 3, с. 9—11, термины, вопросы после параграфа, записи в тетради, “Краткое содержание главы”, с. 11-12.