ГДЗ по биологии 11 класс учебник Бородин, Дымшиц §35. Самоорганизация в живых системах


Вопросы и упражнения

1. Возможны ли живые системы, неспособные к самоорганизации? Ответ аргументируйте.
Ответ:
Нет, живые системы не могут существовать без самоорганизации. Самоорганизация - это процесс формирования определенных структур и организации живых систем на всех уровнях, начиная от биомолекул и клеток до органов и организмов в целом. Без самоорганизации, живые системы не могут выполнять жизненно важные функции, такие как рост, размножение, обмен веществ, регуляция внутренней среды и приспособление к окружающей среде.
Хотя в природе существуют некоторые системы, которые кажутся не организованными, например, вирусы, которые не обладают своей метаболической активностью и могут размножаться только внутри клеток, однако, их структура и функционирование также базируется на самоорганизации и взаимодействии с окружающей средой.
Таким образом, самоорганизация является неотъемлемой частью жизни и необходима для существования живых систем.

 

2. В конце XIX в., после того как были сформулированы законы термодинамики, Людвиг Больцман, прочитав работу Дарвина «Происхождение видов путём естественного отбора», решил с точки зрения термодинамики обосновать закономерность эволюции живой природы. Но все его расчёты дали однозначный ответ: «Это невозможно, как невозможен и вечный двигатель». После этого почти в течение полувека приходилось констатировать, что живая природа не подчиняется второму закону термодинамики. Как вы думаете, в чём заключается ошибочность этого представления?
Ответ:
Ошибочность представления Людвига Больцмана и его расчётов заключается в том, что он рассматривал живую природу как изолированную систему, которая не обменивается ни энергией, ни веществом с окружающей средой. Но на самом деле живые системы не являются изолированными, они постоянно обмениваются энергией и веществом с окружающей средой. Более того, живые системы являются открытыми системами, которые могут поддерживать свой упорядоченный и сложный уровень организации, используя внешнюю энергию для поддержания неравновесного состояния и преодоления термодинамических барьеров. Таким образом, живые системы могут эволюционировать и подчиняться законам термодинамики, не нарушая их.

 

3. Приведите примеры самоорганизации на разных уровнях биологических систем.
Ответ:
Примеры самоорганизации на разных уровнях биологических систем:
1. На уровне молекул:
- Самоорганизация белковых молекул в многочисленные белковые комплексы, необходимые для выполнения определенных биологических функций.
- Самоорганизация липидных молекул в биологические мембраны.
2. На уровне клеток:
- Самоорганизация цитоскелета, который является системой внутриклеточных волокон и обеспечивает поддержание формы клетки, перемещение внутриклеточных органелл, деление клетки и другие важные процессы.
- Образование клеточных контактов, которые обеспечивают структуру тканей и органов.
3. На уровне тканей и органов:
- Самоорганизация групп клеток, которые образуют определенные структуры и функциональные органы, такие как сердце, печень, легкие и т. д.
- Самоорганизация тканей, которая происходит в результате миграции, дифференциации и взаимодействия клеток.
4. На уровне организмов:
- Самоорганизация различных органов в единый организм с определенной структурой и функциональностью.
- Самоорганизация иммунной системы для борьбы с инфекционными заболеваниями.
5. На уровне популяций и экосистем:
- Самоорганизация животных в социальные структуры, такие как стада, паки, стаи и т. д.
- Самоорганизация растительных сообществ в экосистемы, которые обеспечивают устойчивость и продуктивность в природной среде.
Все эти примеры демонстрируют, что самоорганизация является фундаментальным свойством живых систем на разных уровнях иерархии организации жизни.

 

4. Что такое генные сети?
Ответ:
Генные сети - это сложные системы взаимодействующих генов, которые регулируют экспрессию генов и контролируют многие биологические процессы в клетках и организмах. Генные сети состоят из множества генов и белков, которые взаимодействуют между собой и образуют сложные регуляторные цепочки. Различные гены в генной сети могут быть связаны между собой как прямыми, так и косвенными взаимодействиями, что позволяет им работать вместе для выполнения конкретных функций. Генные сети могут регулировать различные биологические процессы, такие как рост, развитие, обмен веществ и ответ на стрессовые условия.

 

5. Какова роль случайных флуктуаций в функционировании сложных неравновесных систем?
Ответ:
Случайные флуктуации могут иметь важную роль в функционировании сложных неравновесных систем. Они могут вызывать переходы системы из одного состояния в другое, изменять ее свойства и помогать ей адаптироваться к новым условиям. Однако они также могут вызывать нестабильность системы и приводить к ее разрушению. Таким образом, роль случайных флуктуаций зависит от конкретной системы и условий ее функционирования.

 

6. Почему иерархичность устройства считают необходимым признаком живой материи?
Ответ:
Иерархичность устройства считается необходимым признаком живой материи, потому что она обеспечивает организованность и структурированность живых систем на всех уровнях их организации, что является важным для их функционирования и выживания. Кроме того, иерархичность устройства обеспечивает возможность адаптации и эволюции живых систем в ответ на изменяющиеся условия окружающей среды, а также позволяет живым системам выполнять сложные функции, что делает их более эффективными в выполнении своих жизненных задач.



Категория: Биология
Всего комментариев: 0