Роль химии в современном мире

Глицин был первой из двадцати различных аминокислот, вы- деленных в следующем веке из природных белков.

Французский химик Мишель Эжен Шеврель (1786-1889) пос- вятил первую половину свой очень долгой творческой жизни изучению жиров. В 1809 г. он обрабатывал мыло (полученное нагреванием жира со щелочью) кислотой и выделил то, что мы теперь называем жирными кислотами. Позднее он показывал, что, превращаясь в мыло, жиры теряют глицерин.

Бертло в 1954 г. нагревая глицерин со стеариновой кислотой (одной из самых распространенных жирных кислот, получен- ных из жиров), получил молекулу, состоящую из остатка моле- кулы глицерина и трех остатков молекул стеариновой кислоты. Этот тристеарин, который оказался идентичен тристеарину, по- лученному из природных жиров, был самым сложным из синте- зированных к тому времени аналогов природных продуктов. Химик может синтезировать из продуктов неживой природы соединение, по всем своим свойствам являющееся органичес- ким. Именно с синтезом аналогов природных продуктов свя- заны самые крупные достижения органической химии второй половины XIX и XX вв.

Роль химии в современном мире и ее будущее.

В атмосфере «хемифобии» надо полностью сознавать невоз- можность социального прогресса без развития химии и примене- ния ее достижений для решения проблем энергетики, экологии, национальной обороны, здравоохранения, развития промышлен- ности, сельского хозяйства.

Достаточно сказать, что 92% энергии, потребляемой сейчас обществом, мы получаем, осуществляя химические процессы. И если современная энергетика создает экологические проблемы, то виновата в этом не химия, а неграмотное или недобросовестное использование продуктов ее деятельности (хим. процессы, про- дукты, материалы).

Надо помнить, что химия – это не только ДДТ, дефолианты, нитраты и диоксины. Но и сахар и соль, воздух и валидол, молоко и магний, полиэтилен и пенициллин.

Все чем мы пользуемся, что носим, в чем живем, передвигаем- ся, чем играем, производится посредством управляемых химичес- ких реакций.

Занятие химика – изобретение реакций, превращающих окружа- ющие нас вещества в те, что служат удовлетворению наших нужд.

Нам необходимо иметь эффективное средство против болезни Паркинсона. Химики синтезируют карбидофу – соединение, от- сутствующее в природе, но обладающее высокой терапевтической активностью.

Миллионы автомашин загрязняют атмосферу. Эту задачу от- части помогает решить автомобильный каталитический конвертор выхлопных газов.

Сейчас насчитывается более 8 миллионов синтезированных соединений. Химия играет роль в решении проблем обеспечения людей продовольствием, одеждой и жильем, новых источников энергии, в создании возобновляемых заменителей истощающихся или редких материалов, в укреплении здоровья человека, в конт- роле за состоянием среды обитания и ее защите.

Поскольку все жизненные процессы вызываются хим. измене- ниями, знания о химических реакциях обеспечивают необходи- мый фундамент для постижения сущности жизни. Таким образом, химия вносит вклад в решение проблем универсальной философ- ской значимости.

Трагедия в Бхопале (Индия) ярко показывает две стороны хи- мии. Тысячи отравленных токсичными веществами, применяе- мыми для производства продуктов питания, ежегодно спасавших миллионы людей от голодной смерти.

В основе оценки воздействия многих антропогенных факторов на самого человека и окружающую его среду лежит понимание химических процессов. Именно поэтому в школьном образовании важное место должен занимать химический аспект экологических знаний. Его изучение в традиционном курсе химии позволит понять причины деградации биологических систем вследствие изменения качества окружающей среды. На основании изучения истории атомов на нашей планете можно сопоставить два различных процесса – биогеохимической миграции элементов и техногенной, что в свою очередь позволит оценить уровень антропогенной нагрузки на биосферу. Выявление путей круговоротов веществ в природе способствует решению задачи наиболее естественного и «безболезненного» вхождения промышленного производства в природные циклы. Химия может объяснить, как ведет себя то или иное вещество в атмосфере, водоеме, почве, в организме человека, какое воздействие оказывает оно само и продукты его превращений на природные системы. Химические знания являются неотъемлемой частью знаний об основах охраны природы, рационального природопользования и гуманного преобразования окружающей среды.

Важна и мировоззренческая роль химии. Прежде всего химия выступает как связующее звено неживого с живым. А.П.Виноградов (1935) выявил, что химический состав организмов есть отражение химического состава внешней среды. Он установил, что количественное содержание тех или иных химических элементов находится в обратной пропорциональной зависимости от их относительных атомных масс.

Велика роль химии в формировании фундаментальных знаний о природе, развитии методов исследования. Химия указывает пути получения новых экологически безопасных веществ и материалов. Знакомство с биологическими функциями белков и нуклеиновых кислот дает представление о материальной сущности процессов, совершающихся в клетках на молекулярном уровне. Цель познания природы состоит в удовлетворении запросов общественной практики, материальных и духовных потребностей человека.

В последнее время в обществе появилось искаженное представление о химии (науке и промышленности) как первопричине кризисной экологической ситуации. Полагают, что все беды на Земле происходят из-за чрезмерного увлечения химизацией и что единственной мерой оздоровления природной среды станет отказ от развития химической индустрии. Такой однобокий, неконструктивный подход вызывает устойчиво негативное отношение к химии как к науке в целом, снижает интерес к ее познанию. Кроме того, ученик приучается находить причины всех несчастий в чем-то или ком-то другом, не принимая во внимание свои собственные поступки, не анализируя сущность возникшего конфликта, а ведь ответственность человека базируется прежде всего на критической оценке своей деятельности.

Химическое образование в средней школе должно включать и основы экологии. Чтобы обеспечить рациональное поведение, а во многих случаях и элементарную безопасность свою и окружающих, чтобы не наносить ущерба природе, необходимо формировать у школьников определенную систему взглядов и навыков. Эта задача может быть решена через экологоориентированный курс химии средней школы. Основные идеи курса:

• природа в своем естественном развитии находится в динамическом равновесии;

• непосредственным результатом взаимодействия человека и природы становится изменение химического состава компонентов окружающей среды, приводящее к нарушению природного баланса;

• методы химико-аналитического контроля состояния объектов окружающей среды или качества готовой продукции позволяют получить информацию о поступлении вредных веществ в контролируемые объекты, разработать способы очистки и защиты этих объектов.

Экологоориентированный курс химии дает возможность привлечь школьников к исследовательской работе по изучению состояния природной среды, воспитать у них чувство личной ответственности за сохранение природы. Содержание такого курса помимо теоретического материала и химического эксперимента включает расчетные и экспериментальные задачи, экскурсии, наблюдения за природой, краеведческую работу. Необходимо формировать представления о химических параметрах окружающей среды, их нормах и пределах изменения в результате хозяйственной деятельности человека, о контроле за качеством среды и химических способах ее защиты.

Преподавать курс можно в разных вариантах. Один вариант предусматривает систематическое включение экологической информации в конкретные темы, другой – предполагает ознакомление учащихся с общими экологическими закономерностями и законами, предваряющими изучение химии.

25 1.1 Зарождение биологии как науки

Особенности развития биологии в XVT--XVII вв. во многом определялись практическими потребностями развивавшегося капиталистического хозяйства, прежде всего его аграрного сектора, социально-классовыми потрясениями, ростом влияния материалистической философии на естествознание в целом и биологию в частности, институционализацией научной деятельности. На смену средневековой феодальной упрощенной культурно-бытовой сфере жизнедеятельности приходит буржуазный образ жизни, сформировавшийся в среде городской бюргерской культуры. Его важнейшими атрибутами были, в частности, цветоводство и садоводство. В XV--XVI вв. потребности медицины обусловили появление разного рода травников, а затем и создание “аптекарских садов”, которые впоследствии превратились в ботанические сады; широко развивалась практика сбора гербариев. Мир животных тоже становится объектом интереса. В эпоху Возрождения значительно совершенствуется организация коневодства и конных заводов. А при дворах многих европейских правителей создаются даже настоящие зоопарки. На таком фоне повышается интерес к растению и животному как таковому. Как совершенно справедливо отмечал первооткрыватель итальянского Возрождения Я. Буркхард, “всем этим была... создана... благоприятная почва для развития научной зоологии, как и ботаники” Буркхардт Я. Культура Возрождения в Италии. Опыт исследования. М., 1996. С.192..

Значительные изменения происходят в способе биологического познания -- вырабатываются стандарты, критерии и нормы исследования органического мира. На смену стихийности, спекулятивным домыслам, фантазиям и суевериям постепенно приходит установка на объективное, доказательное, эмпирически обоснованное знание. Благодаря коллективным усилиям ученых многих европейских стран такая установка обеспечила постепенное накопление колоссального фактического материала. Значительную роль в этом процессе сыграли Великие географические открытия, эпоха которых раздвинула мировоззренческий горизонт европейцев -- они узнали множество новых биологических, геологических, географических и других явлений. Фауна и флора вновь открытых стран и континентов не только значительно расширили эмпирический базис биологии, но и поставили вопрос о его систематизации.

Огромная описательная накопительная работа, проведенная в XVI--XVII вв. в биологии, имела важные последствия. Во-первых, она вскрыла реальное многообразие растительных и животных форм и наметила общие пути их систематизации. Если в ранних ботанических описаниях (О. Брунфельса, И. Бока, К. Клузиуса и др.) еще отмечается множество непоследовательностей и отсутствуют четкие принципы систематизации и классификации, то уже М. Лобелий. К. Баугин и особенно А. Цезальпино закладывают программу создания искусственной систематики (получившую свое развитие в работах Ж.Л. Турнефора, искусственная система которого была общепринятой в конце XVII -- первой половине XVIII в.), а И. Юнг дает теоретический ориентир на развитие естественной систематики растений, получивший развитие в трудах Р. Моррисона и Дж. Рэя.

В это же время осуществляется и систематизация зоологического материала, прежде всего такими учеными-энциклопедистами, как К. Геснер и У. Альдрованди. Закладываются основы частных отраслей зоологии -- энтомологии (Т. Моуфет), орнитологии (П. Белон), ихтиологии (Г. Рондель). Сильнейший импульс развитию зоологии был дан изобретением микроскопа. Обнаружение мира микроорганизмов А. ван Левенгуком оказало поистине революционизирующее влияние на развитие биологии, а Ф. Стелутти одним из первых применил микроскоп для изучения анатомии животных, в частности насекомых.

Во-вторых, накопительная биологическая работа в XVI-- XVII вв. значительно расширила сведения о морфологических и анатомических характеристиках организмов. В трудах Р. Гука, Н. Грю, Я. Гельмонта, М. Мальпиги и др. получила развитие анатомия растений, были открыты клеточный и тканевый уровни организации растений, сформулированы первые догадки о роли листьев и солнечного света в питании растений. Установление пола у растений и внедрение экспериментального метода в ботанику -- заслуга Р.Я. Камерариуса; садовод Т. Ферчаильд (не позже 1717 г.) создал первый искусственный растительный гибрид (двух видов гвоздики). На основе искусственной гибридизации совершенствовались методы искусственного опыления, закладывались отдаленные предпосылки генетики.

Важной вехой в развитии анатомии стало творчество А. Везалия, исправившего ряд крупных ошибок, укоренившихся в биологии и медицине со времен античности. М. Сервет, павший жертвой протестантского религиозного фанатизма, и У. Гарвей исследовали проблему кровообращения. У. Альдрованди обратился к традиции античной эмбриологии, а его ученик В. Койтер, систематически изучая развитие куриного зародыша, заложил основы методологии экспериментального эмбриологического исследования. Г. Фаллопий и Б. Евстахий проводят сравнение структуры человеческого зародыша и взрослого человека, соединяя тем самым анатомию с эмбриологией. На аристотелевско-телеологической основе формировались первые теоретические концепции в эмбриологии (Фабриций из Аквапенденге). В XVII в. складывается синтез анатомии и физиологии, возникает предпосылки структурно-функционального подхода (Г. Азелли, Ж. Покэ, Ф. Глиссон, Р. дс Грааф и др.)

В-третьих, важным следствием развития биологии явилось формирование научной методологии и методики исследования живого. Поиски рациональной, эффективной методологии привели к стремлению использовать в биологии методы точных наук -- математики, механики, физики и химии. Сформировались даже целые направления в биологии -- иатромеханика, иатрофизика и иатрохимия. В русле этих направлений были получены отдельные конструктивные результаты. Так, например, Дж. Борелли подчеркивал важную роль нервов в осуществлении движения, а Дж. Майов одним из первых провел аналогию между дыханием и горением. Значительный вклад в совершенствование тонкой методики анатомического исследования внес Я. Сваммердам.

В-четвертых, следствием накопительной работы является развитие теоретического компонента биологического познания -- выработка понятий, категорий, методологических установок, создание первых теоретических концепций, призванных объяснить фундаментальные характеристики живого. Прежде всего, это касалось природы индивидуального развития организма, в объяснении которой сложилось два противоположных направления -- преформизм и эпигенез.

Преформисты (Дж. Ароматари, Я.Сваммердам, А. ван Левенгук, Г.В. Лейбниц, Н. Мальбранш и др.) исходили из того, что в зародышевой клетке уже содержатся все структуры взрослого многоклеточного организма, потому процесс онтогенеза сводится лишь к количественному росту всех преобразованных зачатков органов и тканей Преформизм существовал в двух разновидностях: овистической, в соответствии с которой будущий взрослый организм предобразован в яйце (Я. Сваммердам, А. Валлисниери и др.), и анималькулистской, сторонники которой полагали, что будущий взрослый организм предобразован в сперматозоидах (А. ван Левенгук, Н. Гартсекер, И. Либеркюн и др.).

Уходящая своими корнями в аристотелизм, теория эпигенеза (У. Гарвей, Р. Декарт, пытавшийся построить эмбриологию, изложенную и доказанную геометрическим путем, и др.) полностью отрицала какую бы то ни было предопределенность развития организма и отстаивала точку зрения, в соответствии с которой развитие структур и функций организма определяется воздействием внешних факторов на непреформированную зародышевую клетку. Борьба между этими направлениями была острой, длительной, велась с переменным успехом. Каждое направление обосновывало свою позицию не только эмпирическими, но и философскими соображениями (так, преформизм хорошо согласовывался с креационизмом: Бог создал мир со всеми населяющими его существами, как теми, которые были и есть, так и теми, которые еще только появятся в будущем).

В целом же биология в XVI--XVII вв. была в зачаточном состоянии; растительный и животный миры были исследованы лишь в самых грубых чертах, биологические объяснения носили чисто механический и поверхностный характер. Биологическое познание еще не выработало в это время своей собственной системы методологических установок

В XX в. динамичное развитие биологического познания позволило открыть молекулярные основы живого и непосредственно приблизиться к решению величайшей проблемы науки -- раскрытию сущности жизни. Радикально изменились и сама биология, и ее место, роль в системе наук, отношение биологической науки и практики. Биология постепенно становится лидером естествознания.

Выражением этой тенденции являются следующие процессы: укрепление связи биологии с точными и гуманитарными науками; развитие комплексных и междисциплинарных исследований; увеличение каналов взаимосвязи с теоретическим познанием и со сферой практической деятельности, прежде всего с глобальными проблемами современности; явное участие запросов" практики в актуализации тех или иных проблем биологического познания; непосредственным основанием исследовательской деятельности в биологии все в большей степени выступают прямые практические потребности, интересы и запросы общества; непосредственно программирующая роль биологии по отношению к аграрной, медицинской, экологической и другим видам практической деятельности; возрастание ответственности ученых-биологов за судьбы человечества (прежде всего в связи с перспективами генной инженерии); непосредственное проявление гуманистического начала биологического познания, широкое внедрение ценностных подходов и др. Все в большей мере становится ясно, что логика биологического познания в перспективе будет непосредственно задаваться потребностями практического преобразования природы, развития общественных отношений и интересов людей.

25 ЖИЗНЬ. Многочисленные определения сущности жизни можно свести к двум основным. Согласно первому, Ж. определяется субстратом, носителем ее свойств (например, белком); согласно второму, Ж. рассматривают как совокупность специфических физико-химических процессов. Жить - это находиться в мире. Мир, в котором мы, живя, находимся, состоит из вещей приятных и неприятных, жестоких и благоприятных, угрожающих и отрадных: важно не то, являются ли вещи телами, а то, что они впечатляют нас, интересуют, радуют нас, пугают или заставляют нас страдать. Мир - это sensu stricto* то, что нас интересует. И жить - это каждому находиться среди вопросов и проблем, которые его интересуют. То есть, не зная как, жизнь оказывается для себя самой тем, что открывает мир. Нельзя жить, если не находишься в мире, наполненном другими вещами, будь то предметы или существа; это значит видеть вещи и события, любить или ненавидеть их, желать или бояться. Жить - это быть занятым другим, что не является самим тобой, жить означает сосуществовать с окружающим.

Мы живем здесь, сейчас, т. е. мы находимся в каком-то месте мира и нам кажется, что мы пришли туда по своей воле. Жизнь в самом деле оставляет поле возможностей внутри мира, но мы не свободны - быть или не быть в этом сегодняшнем мире. Можно отказаться от жизни, но если живешь, нельзя выбрать для этого мир. Это придает жизни трагичность. Жить - это не выбирать по вкусу предварительно понравившееся место, как выбирают, в какой театр пойти вечером, - это значит оказаться, вдруг и не зная как, ввергнутым, попавшим, заброшенным в мир сегодняшний. Наша жизнь начинается постоянным удивлением по поводу нашего существования - без нашего предварительного согласия, в непредсказуемом мире, подобно потерпевшим кораблекрушение. Не мы сами даем

себе жизнь, но обнаруживаем ее как раз тогда, когда обнаруживаем сами себя. Подобное же происходит, если некто спящим перенесен за кулисы театра и, разбуженный внезапным толчком, выпущен на сцену перед публикой. Оказавшись там, что обнаруживает этот персонаж? Ведь

он в сложном положении, не зная, ни зачем, ни как оказался на сцене; сложность в том, что нужно разрешить каким-нибудь достойным образом эту демонстрацию себя публике, чего он не добивался, не предвидел, к чему не был готов. В основных чертах жизнь всегда непредвиденна. Нас не предупреждают перед появлением в ней - на ее сцене, всегда определенной и конкретной, - мы не бываем подготовлены.

Этот внезапный, непредсказуемый характер и составляет сущность жизни. Совсем другое дело, если бы мы могли подготовиться к ней, прежде чем войдем в нее. Но жизнь в целом и в каждый момент похожа на выстрел в упор.

Этот образ довольно точно передает сущность жизни. Жизнь дана нам, лучше сказать, брошена нам, или мы брошены в нее на то, что дано нам; жить - это проблема, которую должны решать мы. Ее не только в особо трудных случаях, которые мы определяем как конфликты или трудные ситуации, а всегда. Жизнь никогда нельзя предопределить. Даже будучи совершенно уверен в том, что произойдет с нами завтра, мы всегда рассматриваем это как возможность. Это другой сущностный и драматический атрибут, который нужно поставить рядом с предыдущим.

Основная статья: Возникновение жизни

В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы:

Гипотеза биохимической эволюции

Гипотеза панспермии

Гипотеза стационарного состояния жизни

Гипотеза самозарождения

Гипотезы самозарождения и стационарного состояния представляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований их опровергают.

Гипотеза панспермии не решает принципиального вопроса о возникновении жизни, она только отдаляет его в ещё более туманное прошлое Вселенной, хотя и не может исключаться как гипотеза о начале жизни на Земле.

Таким образом, единственной общепризнанной в науке в настоящее время является гипотеза биохимической эволюции

27 Современные теории биологической эволюции

В середине XX века на основе теории Дарвина сформировалась синтетическая теория эволюции (сокращённо СТЭ). СТЭ является в настоящее время наиболее разработанной системой представлений о процессах видообразования. Основой для эволюции по СТЭ является динамика генетической структуры популяций. Основным движущим фактором эволюции считается естественный отбор. Однако, наука не стоит на месте и, достигнутые передовыми теоретическими разработками современнейшие положения отличаются от первоначальных постулатов синтетической теории эволюции. Существует также группа эволюционных представлений, согласно которым видообразование (ключевой момент биологической эволюции) происходит быстро — за несколько поколений. При этом влияние каких-либо длительно действующих эволюционных факторов исключается (кроме отсекающего отбора). Подобные эволюционные воззрения называются сальтационизмом. Сальтационизм является слабо разработанным направлением в теории эволюции. Показано, что видообразование у растений на основе полиплоидии носит сальтационный характер.

Синтетическая теория эволюции

Основная статья: Синтетическая теория эволюции

Синтетическая теория в её нынешнем виде образовалась в результате переосмысления ряда положений классического дарвинизма с позиций генетики начала XX века. После переоткрытия законов Менделя (в 1901 г.), доказательства дискретной природы наследственности и особенно после создания теоретической популяционной генетики трудами Р. Фишера (1918—1930), Дж. Б. С. Холдейна-младшего (1924), С. Райта (1931; 1932), учение Дарвина приобрело прочный генетический фундамент.

Статья С.С. Четверикова «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» (1926) по сути стала ядром будущей синтетической теории эволюции и основой для дальнейшего синтеза дарвинизма и генетики. В этой статье Четвериков показал совместимость принципов генетики с теорией естественного отбора и заложил основы эволюционной генетики. Главная эволюционная публикация С. С. Четверикова была переведена на английский язык в лаборатории Дж. Холдейна, но никогда не была опубликована за рубежом. В работах Дж. Холдейна, Н. В. Тимофеева-Ресовского и Ф. Г. Добржанского идеи, выраженные С.С. Четвериковым, распространились на Запад, где почти одновременно Р. Фишер высказал очень сходные взгляды о эволюции доминантности.

Толчок к развитию синтетической теории дала гипотеза о рецессивности новых генов. Говоря языком генетики второй половины XX века, эта гипотеза предполагала, что в каждой воспроизводящейся группе организмов во время созревания гамет в результате ошибок при репликации ДНК постоянно возникают мутации — новые варианты генов.

Нейтральная теория молекулярной эволюции

Основная статья: Теория нейтральной эволюции

Теория нейтральной эволюции, основным разработчиком которой является Мотоо Кимура, предполагает, что в эволюции важную роль играют случайные мутации, не имеющие приспособительного значения. В частности, в небольших популяциях естественный отбор, как правило, не играет решающей роли. Теория нейтральной эволюции хорошо согласуется с фактом постоянной скорости закрепления мутаций на молекулярном уровне, что позволяет, к примеру, оценивать время расхождения видов.

Теория нейтральной эволюции не оспаривает решающей роли естественного отбора в развитии жизни на Земле. Дискуссия ведётся касательно доли мутаций, имеющих приспособительное значение. Большинство биологов признают ряд результатов теории нейтральной эволюции, хотя и не разделяют некоторые сильные утверждения, первоначально высказанные М. Кимурой. Теория нейтральной эволюции объясняет процессы молекулярной эволюции живых организмов на уровнях не выше организменных. Но для обьяснения синтетической эволюции она не подходит по математическим соображениям. Исходя из статистики для эволюции, мутации могут как возникать случайно, вызывая приспособления, так и те изменения, которые возникают постепенно. Теория нейтральной эволюции не противоречит теории естественного отбора, она лишь объясняет механизмы проходящие на клеточном, надклеточном и органном уровнях.

28 Ученые говорят о всех живых существах как об организмах. Человек — это тоже организм, также как мышь, рыба, насекомое, дерево, ромашка и так далее. К организмам относятся и бактерии, и другие крохотные создания.

Все эти создания имеют некоторые общие черты. По этой причине ученые пользуются словом «организм», чтобы объединить все живые существа.

Слово «организм» предполагает, что все эти создания — организованные явления, то есть все их части устроены определенным образом и выполняют свою функцию в составе целого.

Чтобы считаться живыми, вещества должны быть активными. Активность организма может быть химической и происходить внутри него. Химическая активность — постоянно протекающий процесс. Без него организм не может жить.

В организм должна постоянно поступать энергия, чтобы он не прекратил свою деятельность. Организм состоит из материи и имеет свою форму. Отжившая материя постоянно заменяется но­вой. Обмен материи и энергии внутри организма называется обменом веществ.

Организм растет до тех пор, пока не достигает полного размера. Он должен воспроизводить са­мого себя, то есть на смену старым организмам должны приходить новые, молодые. Поэтому мы можем сказать, что организм жив, пока растет, воспроизводится и в нем протекает обмен ве­ществ. А теперь делайте вывод.

29 Молекулярно-генетический уровень – изучаются механизмы передачи генной информации, проблемы генной инженерии и биотехнологий. Любая живая система проявляется на уровне взаимодействия молекул. Основные структуры – коды наследственной информации – молекулы ДНК. Простейшие явления – процессы передачи информации внутриклеточным управляющим системам и связанные с генами мутации. Знание этого уровня обеспечивает понимание процессов и на других уровнях. Живое существо обладает способностью к саморегуляции, препятствующей самопроизвольному распаду.

Онтогенетический уровень – изучается организм как целостная сложная саморегулирующаяся система, способная существовать самостоятельно. В нем выделяются организменный и органно-тканевый подуровни, которые отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, строение и функции органов и тканей живой материи. Онтогенез – процесс реализации наследственной информации, закодированной в зародышевой клетке. Особь – элементарная неделимая единица жизни на Земле.

Биосферный — высший уровень организации жизни. Биосфера — биологическая оболочка Земли, совокупность всего живого населения. Круговорот веществ и превращение энергии в биосфере — основа ее целостности, роль живых организмов в нем. Роль солнечной энергии в круговов хранении наследственной информации, белков — в образовании клеточных структур, в процессах жизнедеятельности клетки.

надорганизменный уровень жизни, включающий в себя организменный уровень. Пищевые, территориальные и родственные связи между особями вида, связь их с факторами неживой природы. Приуроченность экологических закономерностей и эволюционных процессов к этому уровню.

Организменный уровень, включающий в себя молекулярный и клеточный. Сходство организмов разных царств живой природы — их клеточное строение, сходное строение клеток и протекающих в них процессов жизнедеятельности. Различия между растениями и животными в строении и способах питания. Связь организмов со средой обитания, их приспособленность к ней.