свойства на живите организми. Способността на живите организми да реагират на външни влияния е вродено свойство и защитна реакция.Резултатът от проявата на кое свойство на живите организми
Концепцията за биосистема.Според съвременните представи живата материя съществува във формата живи системи – биосистеми. Спомнете си, че система се нарича холистична формация, създадена от набор от елементи, които са естествено свързани помежду си и изпълняват специални функции.
Живите системи или биосистемите са клетки и организми, видове и популации, биогеоценози и биосфера (универсална, глобална биосистема). В тези биосистеми с различна сложност животът се проявява чрез редица общи свойства на живата материя.
Жизнени свойства.В биологията дълго време свойствата на живите същества традиционно се разглеждат на примера на такива биосистеми като организъм.
Всички живи същества (както едноклетъчни, така и многоклетъчни) имат следните отличителни свойства: метаболизъм, раздразнителност, подвижност, способност за растеж и развитие, размножаване (самовъзпроизвеждане), предаване на свойства от поколение на поколение, подреденост в структурата и функциите, цялостност и дискретност (изолация), енергийна зависимост от външната среда. Живите същества се характеризират и със специфична връзка помежду си и с околната среда, която им осигурява подвижно равновесие (динамична устойчивост) на съществуване в природата. Тези свойства се считат за универсални, тъй като са характерни за всички организми. Някои от тези свойства могат да бъдат и в неживата природа, но заедно те са характерни само за живите същества. Нека накратко характеризираме тези свойства.
Единството на химичния състав.Живите организми се състоят от същите химически елементи като телата на неживата природа, но съотношението на тези елементи е характерно само за живите. В живите системи около 98% от химичния състав се дължи на четири химични елемента ( въглерод, кислород, азот и водород), които са част от органичните вещества, а в общата маса на телесните вещества основният дял е водата (поне 70-85%).
Единството на структурната организация.Единицата на структурата, живота, възпроизводството и индивидуалното развитие е клетка. Не е открит живот извън клетката.
Метаболизъм и енергияе набор от химични реакции, които осигуряват навлизането на енергия и химични съединения в тялото от външната среда, тяхната трансформация в тялото и отстраняването от тялото в околната среда под формата на преобразувана енергия и отпадъчни продукти. Метаболизмът и енергийният поток осъществяват връзката на организма с външната среда, което е условието за неговия живот.
Възпроизвеждане (самовъзпроизвеждане)- това е най-важното свойство на живота, чиято същност е образно изразена от Луи Пастьор: "Всичко живо произлиза само от живи същества." Животът, възникнал веднъж чрез спонтанно зараждане, оттогава поражда само живите. Това свойство се основава на уникалната способност за самовъзпроизвеждане на основните контролни системи на тялото: хромозоми, ДНК, гени. В тази връзка наследственосткато механизъм на самовъзпроизвеждане е уникално свойство само на живите същества. Понякога възпроизвеждането на живи организми става с въвеждането на промени, възникнали чрез мутации. Такива промени, които причиняват появата на променливост, могат да доведат до някои отклонения от първоначалното състояние и разнообразие по време на възпроизвеждането.
Способност за растеж и развитие.Растежът е увеличаване на масата и размера на индивида поради увеличаване на масата и броя на клетките. Развитието е необратим, естествено насочен процес на качествени промени в организма от момента на неговото раждане до смъртта. Правете разлика между индивидуалното развитие на организмите или онтогенезата (гръцки. ontos- "съществуващи"; генезис– „произход“), а историческото развитие – еволюция. Еволюцията е необратима трансформация на живата природа, придружена от появата на нови видове, адаптирани към новите условия на околната среда.
Наследственост- свойството на живите организми да осигуряват материална и функционална приемственост между поколенията, както и да определят специфичния характер на индивидуалното развитие в определени условия на околната среда.
Това свойство се осъществява в процеса на прехвърляне на материалните единици на наследствеността - гените, отговорни за формирането на характеристиките и свойствата на организма.
Променливост- свойството на живите организми да съществуват в различни форми. Вариациите могат да се реализират в отделни организми или клетки в хода на индивидуалното развитие или в рамките на група организми в поредица от поколения по време на сексуално или безполово размножаване.
раздразнителностса специфичните реакции на организмите към промените в околната среда. Отговаряйки на влиянието на факторите на околната среда с активна реакция на раздразнителност, организмите взаимодействат с околната среда и се адаптират към нея, което им помага да оцелеят. Проявите на раздразнителност могат да бъдат различни: подвижността на животните при получаване на храна, при защита от неблагоприятни условия, при опасност; ориентирани растежни движения (тропизми) при растенията и гъбите към светлината, в търсене на минерално хранене и др.
Енергийна зависимост.Всички организми се нуждаят от енергия за осъществяване на жизненоважни процеси, за движение, поддържане на тяхната подреденост, за размножаване. В повечето случаи организмите използват слънчева енергия за това: някои директно са автотрофи (зелени растения и цианобактерии), други косвено, под формата на органични вещества от консумираната храна, са хетеротрофи (животни, гъби, бактерии и вируси). На тази основа се разглеждат всички живи системи отворени системи, стабилно съществуващи при условия на непрекъснат приток на материя и енергия от външната среда и отстраняването на някои от тях след използване от биосистемата във външната среда.
дискретност(лат. дискретен- "разделени", "изолирани") и интегритет. Всички организми са относително изолирани един от друг и представляват добре обособени индивиди, популации, видове и други биосистеми. Дискретността е прекъсването на структурата на всяка жива система, т.е. възможността за нейното разделяне на отделни компоненти. Цялостността е структурно и функционално единство на жива система, отделните елементи на която функционират като едно цяло.
ритъмса периодично повтарящи се промени в интензитета и характера на биологичните процеси и явления.
Ритъмът се основава на биологични ритми, които могат да имат период, съответстващ на слънчев ден (24 часа), лунен ден (12,4 или 24,8 часа), лунен месец (29,53 дни) и астрономическа година.
Организмите в хода на тяхното съществуване произвеждат действие, формиращо средата, от голямо значение. Например земните червеи участват в образуването на почвата и повишават нейното плодородие; растенията обогатяват атмосферата с кислород, осигуряват снегозадържане, регулират нивото на подпочвените води, създават необходимите условия за тяхното съществуване и заселване на организми от други видове. Така живите същества зависят от околната среда, адаптират се към съществуването в нея. В същото време самата среда се променя поради жизнената дейност на организмите.
Живите същества също се характеризират с определени ритми на жизнените процеси, зависещи от ежедневната и сезонна динамика на промените в метеорологичните и климатичните условия на Земята.
Всички тези критерии в своята съвкупност, характерни само за дивата природа, позволяват ясно да се отдели живият от неживия свят.
Уникалността на живота се състои в това, че той е възникнал на самата Земя в резултат на дългосрочни геохимични трансформации (етап от химическата еволюция в историята на нашата планета). Веднъж възникнал, животът от примитивни едноклетъчни живи същества в хода на дълго историческо развитие (етап на биологичната еволюция) е достигнал висока степен на сложност и е придобил изненадващо голямо разнообразие от форми.
По този начин животът е специална форма на движение на материята, изразяваща се в кумулативното взаимодействие на универсалните свойства на организмите.
Както виждаме, съвременното разбиране за живота, наред с неговите традиционни характеристики (метаболизъм, растеж, развитие, възпроизводство, наследственост, раздразнителност и др.), включва такива свойства като подреденост, дискретност и динамична стабилност. В същото време, когато се характеризира феноменът на живота, трябва да се вземе предвид неговото разнообразие и многокачественост, тъй като той е представен на нашата планета от биосистеми с различна сложност - от молекулярно и клетъчно ниво на организация до надорганизмено ( биогеоценотични и биосферни).
Живият организъм е основният предмет, изучаван от такава наука като биологията. Изграден е от клетки, органи и тъкани. Живият организъм е този, който има редица характерни черти. Той диша и яде, бърка или се движи, а също така има потомство.
Наука за живота
Терминът "биология" е въведен от J.B. Ламарк - френски натуралист - през 1802 г. Горе-долу по същото време и независимо от него немският ботаник Г. Р. дава такова име на науката за живия свят. Тревиранус.
Многобройни клонове на биологията разглеждат разнообразието не само на съществуващи в момента, но и на вече изчезнали организми. Те изучават техния произход и еволюционни процеси, структура и функция, както и индивидуалното развитие и взаимоотношения с околната среда и помежду си.
Разделите на биологията разглеждат частни и общи модели, които са присъщи на всички живи същества във всички свойства и проявления. Това се отнася и за възпроизводството, и за метаболизма, и за наследствеността, и за развитието, и за растежа.
Началото на историческия етап
Първите живи организми на нашата планета се различават значително по своята структура от тези, които съществуват в момента. Те бяха несравнимо по-прости. През целия етап от формирането на живота на Земята, Той допринесе за подобряването на структурата на живите същества, което им позволи да се адаптират към условията на околния свят.
В началния етап живите организми в природата се хранеха само с органични компоненти, които произлизат от първичните въглехидрати. В зората на своята история и животните, и растенията са били най-малките едноклетъчни същества. Те бяха подобни на днешните амеби, синьо-зелени водорасли и бактерии. В хода на еволюцията започват да се появяват многоклетъчни организми, които са много по-разнообразни и по-сложни от своите предшественици.
Химичен състав
Живият организъм е този, който е образуван от молекули на неорганични и органични вещества.
Първият от тези компоненти е водата, както и минералните соли. намиращи се в клетките на живите организми са мазнини и протеини, нуклеинови киселини и въглехидрати, АТФ и много други елементи. Струва си да се отбележи фактът, че живите организми в състава си съдържат същите компоненти, които имат обектите.Основната разлика е в съотношението на тези елементи. Живите организми са тези деветдесет и осем процента от състава на водород, кислород, въглерод и азот.
Класификация
Органичният свят на нашата планета днес включва почти милион и половина различни животински видове, половин милион растителни видове и десет милиона микроорганизми. Такова многообразие не може да бъде изследвано без подробното му систематизиране. Класификацията на живите организми е разработена за първи път от шведския натуралист Карл Линей. Той основава работата си на йерархичния принцип. Единицата за систематизиране беше видът, чието име беше предложено да се дава само на латински.
Класификацията на живите организми, използвана в съвременната биология, показва семейни връзки и еволюционни връзки на органичните системи. В същото време се запазва принципът на йерархията.
Съвкупността от живи организми, които имат общ произход, един и същ хромозомен набор, адаптирани към подобни условия, живеещи в определена област, свободно кръстосващи се и произвеждащи потомство, способно да се възпроизвеждат, е вид.
В биологията има друга класификация. Тази наука разделя всички клетъчни организми на групи според наличието или отсъствието на образувано ядро. Това
Първата група е представена от безядрени примитивни организми. В техните клетки се откроява ядрена зона, но тя съдържа само една молекула. Това са бактерии.
Истинските ядрени представители на органичния свят са еукариотите. Клетките на живите организми от тази група имат всички основни структурни компоненти. Ядрото им също е ясно дефинирано. Тази група включва животни, растения и гъби.
Структурата на живите организми може да бъде не само клетъчна. Биологията изучава други форми на живот. Те включват неклетъчни организми, като вируси, както и бактериофаги.
Класове живи организми
В биологичната систематика има степен на йерархична класификация, която учените считат за една от основните. Той разграничава класове живи организми. Основните включват следното:
бактерии;
Животни;
растения;
Морски водорасли.
Описание на класовете
Бактерията е жив организъм. Това е едноклетъчен организъм, който се размножава чрез делене. Клетката на бактерията е затворена в обвивка и има цитоплазма.
Гъбите принадлежат към следващия клас живи организми. В природата има около петдесет хиляди вида от тези представители на органичния свят. Биолозите обаче са изследвали само пет процента от общия им брой. Интересното е, че гъбите споделят някои характеристики както на растенията, така и на животните. Важна роля на живите организми от този клас се крие в способността да разграждат органичния материал. Ето защо гъбите могат да бъдат намерени в почти всички биологични ниши.
Животинският свят се отличава с голямо разнообразие. Представители на този клас могат да бъдат намерени в райони, където, изглежда, няма условия за съществуване.
Топлокръвните животни са най-високо организираният клас. Те са получили името си от начина, по който хранят потомството си. Всички представители на бозайниците са разделени на копитни (жираф, кон) и месоядни (лисица, вълк, мечка).
Представители на животинския свят са насекоми. На Земята има огромен брой от тях. Те плуват и летят, пълзят и скачат. Много от насекомите са толкова малки, че дори не могат да издържат на напрежението на водата.
Земноводните и влечугите са едни от първите гръбначни животни, излезли на сушата в далечни исторически времена. Досега животът на представителите на този клас е свързан с водата. И така, местообитанието на възрастните е сушата, а дишането им се извършва от белите дробове. Ларвите дишат през хрилете и плуват във водата. В момента на Земята има около седем хиляди вида от този клас живи организми.
Птиците са уникални представители на фауната на нашата планета. Всъщност, за разлика от други животни, те могат да летят. На Земята живеят почти осем хиляди и шестстотин вида птици. Представителите на този клас се характеризират с оперение и яйцеполагане.
Рибите принадлежат към огромна група гръбначни животни. Те живеят във водни тела и имат перки и хриле. Биолозите разделят рибите на две групи. Това са хрущял и кост. В момента има около двадесет хиляди различни вида риба.
В рамките на класа растения има своя собствена градация. Представителите на флората се делят на двусемеделни и едносемеделни. В първата от тези групи семето съдържа ембрион, състоящ се от два котиледона. Можете да разпознаете представителите на този вид по листата. Надупчват се с мрежа от жилки (царевица, цвекло). Ембрионът има само един котиледон. На листата на такива растения вените са разположени успоредно (лук, пшеница).
Класът водорасли включва повече от тридесет хиляди вида. Това са водни спорови растения, които нямат съдове, но имат хлорофил. Този компонент допринася за осъществяването на процеса на фотосинтеза. Водораслите не образуват семена. Размножаването им става вегетативно или чрез спори. Този клас живи организми се различава от висшите растения по липсата на стъбла, листа и корени. Те имат само така нареченото тяло, което се нарича талус.
Функции, присъщи на живите организми
Какво е фундаментално за всеки представител на органичния свят? Това е осъществяването на процесите на обмен на енергия и материя. В живия организъм има постоянна трансформация на различни вещества в енергия, както и физически и химични промени.
Тази функция е задължително условие за съществуването на живия организъм. Благодарение на метаболизма светът на органичните същества се различава от неорганичния. Да, в неодушевените предмети също има промени в материята и трансформация на енергия. Тези процеси обаче имат своите фундаментални различия. Метаболизмът, който се случва в неорганичните обекти, ги унищожава. В същото време живите организми без метаболитни процеси не могат да продължат съществуването си. Последица от метаболизма е обновяването на органичната система. Спирането на метаболитните процеси води до смърт.
Функциите на живия организъм са разнообразни. Но всички те са пряко свързани с метаболитните процеси, протичащи в него. Това може да бъде растеж и размножаване, развитие и храносмилане, хранене и дишане, реакции и движение, отделяне на отпадъчни продукти и секреция и др. В основата на всяка функция на тялото е набор от процеси на трансформация на енергия и вещества. Освен това това е еднакво актуално за възможностите както на тъканта, клетката, органа, така и на целия организъм.
Метаболизмът при хората и животните включва процесите на хранене и храносмилане. При растенията се осъществява с помощта на фотосинтеза. Живият организъм при осъществяването на метаболизма си доставя необходимите за съществуването вещества.
Важна отличителна черта на обектите от органичния свят е използването на външни източници на енергия. Пример за това са светлината и храната.
Свойства, присъщи на живите организми
Всяка биологична единица има в състава си отделни елементи, които от своя страна образуват неразривно свързана система. Например, в съвкупност всички органи и функции на човек представляват неговото тяло. Свойствата на живите организми са разнообразни. В допълнение към един химичен състав и възможността за осъществяване на метаболитни процеси, обектите на органичния свят са способни да се организират. Определени структури се формират от хаотичното молекулярно движение. Това създава определен ред във времето и пространството за всички живи същества. Структурната организация е цял комплекс от най-сложните саморегулиращи се процеси, които протичат в определен ред. Това ви позволява да поддържате постоянството на вътрешната среда на необходимото ниво. Например, хормонът инсулин намалява количеството глюкоза в кръвта, когато е в излишък. При липса на този компонент той се допълва от адреналин и глюкагон. Освен това топлокръвните организми имат множество механизми на терморегулация. Това е разширяването на капилярите на кожата и интензивното изпотяване. Както можете да видите, това е важна функция, която тялото изпълнява.
Свойствата на живите организми, характерни само за органичния свят, също са включени в процеса на самовъзпроизвеждане, тъй като съществуването на всеки има ограничение във времето. Само самовъзпроизвеждането може да поддържа живота. Тази функция се основава на процеса на образуване на нови структури и молекули, благодарение на информацията, която е вградена в ДНК. Самовъзпроизвеждането е неразривно свързано с наследствеността. В крайна сметка всяко от живите същества ражда свой собствен вид. Чрез наследствеността живите организми предават своите особености, свойства и признаци на развитие. Това свойство се дължи на постоянството. Съществува в структурата на ДНК молекулите.
Друго свойство, характерно за живите организми, е раздразнителността. Органичните системи винаги реагират на вътрешни и външни промени (въздействия). Що се отнася до раздразнителността на човешкото тяло, тя е неразривно свързана със свойствата, присъщи на мускулната, нервната и жлезистата тъкан. Тези компоненти са в състояние да дадат тласък на реакцията след мускулна контракция, заминаването на нервен импулс, както и секрецията на различни вещества (хормони, слюнка и др.). А ако един жив организъм е лишен от нервна система? Свойствата на живите организми под формата на раздразнителност се проявяват в този случай чрез движение. Например, протозоите оставят разтвори, в които концентрацията на сол е твърде висока. Що се отнася до растенията, те са в състояние да променят позицията на издънките, за да абсорбират светлината колкото е възможно повече.
Всяка жива система може да реагира на действието на стимул. Това е друго свойство на обектите от органичния свят - възбудимост. Този процес се осигурява от мускулни и жлезисти тъкани. Една от крайните реакции на възбудимостта е движението. Способността за движение е общо свойство на всички живи същества, въпреки факта, че външно някои организми са лишени от нея. В крайна сметка движението на цитоплазмата се случва във всяка клетка. Прикрепените животни също се движат. В растенията се наблюдават движения на растеж, дължащи се на увеличаване на броя на клетките.
Среда на живот
Съществуването на обекти от органичния свят е възможно само при определени условия. Част от пространството неизменно заобикаля жив организъм или цяла група. Това е местообитанието.
В живота на всеки организъм органичните и неорганичните компоненти на природата играят важна роля. Имат ефект върху него. Живите организми са принудени да се адаптират към съществуващите условия. Така че някои от животните могат да живеят в Далечния север при много ниски температури. Други могат да съществуват само в тропиците.
На планетата Земя има няколко местообитания. Сред тях са:
Земя-вода;
земята;
почва;
Жив организъм;
Земя-въздух.
Ролята на живите организми в природата
Животът на планетата Земя съществува от три милиарда години. И през цялото това време организмите се развиват, променят, установяват и в същото време оказват влияние върху околната среда.
Влиянието на органичните системи върху атмосферата предизвика появата на повече кислород. Това значително намали количеството въглероден диоксид. Растенията са основният източник на кислород.
Под въздействието на живите организми се е променил и съставът на водите на Световния океан. Някои скали са от органичен произход. Минералите (нефт, въглища, варовик) също са резултат от функционирането на живите организми. С други думи, обектите на органичния свят са мощен фактор, който трансформира природата.
Живите организми са своеобразен индикатор, показващ качеството на околната среда на човека. Те са свързани чрез сложни процеси с растителността и почвата. При загубата на поне една връзка от тази верига ще настъпи дисбаланс на екологичната система като цяло. Ето защо е важно за циркулацията на енергията и веществата на планетата да се запази цялото съществуващо разнообразие от представители на органичния свят.
Изолирането на общите свойства на живите организми ще направи възможно недвусмисленото разграничаване на живите от неживите. Няма точна дефиниция за това какво е живот или жив организъм, следователно живото същество се идентифицира чрез комплекс от неговите свойства или признаци.
За разлика от телата на неживата природа, живите организми се различават по сложността на тяхната структура и функционалност. Но ако разгледаме всяко свойство поотделно, тогава някои от тях под една или друга форма могат да се наблюдават в неживата природа. Например, кристалите също могат да растат. Следователно съвкупността от свойства на живите организми е толкова важна.
На пръв поглед наблюдаваното разнообразие от организми затруднява идентифицирането на техните общи свойства и характеристики. С историческото развитие на биологичните науки обаче станаха очевидни много общи модели на живот, наблюдавани в напълно различни групи организми.
В допълнение към свойствата на живите същества, изброени по-долу, те също често са изолирани единството на химичния състав(сходството във всички организми и разликата в съотношенията на елементите между живи и неживи), дискретност(организмите са съставени от клетки, видовете са съставени от индивиди и т.н.) участие в процеса на еволюция, взаимодействие на организмите помежду си, подвижност, ритъми т.н.
Няма недвусмислен списък от признаци на живо същество, това е отчасти философски въпрос. Често, подчертавайки едно свойство, второто става негова последица. Има признаци на живот, състоящи се от редица други. В допълнение, свойствата на живите същества са тясно свързани помежду си и тази взаимозависимост заедно дава такъв уникален феномен на природата като живота.
Метаболизмът е основното свойство на живота
Всички живи организми обменят вещества с околната среда: някои вещества влизат в тялото от околната среда, други се отделят в околната среда от тялото. Това характеризира организма като отворена система (също и потока през системата на енергия и информация). Наличието на селективен метаболизъм показва, че организмът е жив.
Самият метаболизъм в организма включва два противоположни, но взаимосвързани и балансирани процеса - асимилация (анаболизъм) и дисимилация (катаболизъм). Всеки от тях се състои от множество химични реакции, комбинирани и подредени в цикли и вериги на трансформация на едно вещество в друго.
В резултат на асимилацията се формират и актуализират структурите на тялото поради синтеза на необходимите сложни органични вещества от по-прости органични, както и неорганични вещества. В резултат на дисимилацията се получава разделяне на органични вещества, докато се образуват по-прости вещества, необходими на тялото за асимилиране, а енергията се съхранява и в молекулите на АТФ.
Метаболизмът изисква приток на вещества отвън и редица продукти на дисимилация не намират приложение в тялото и трябва да бъдат отстранени от него.
Всички живи организми по някакъв начин Яжте. Храната служи като източник на необходимите вещества и енергия. Растенията се хранят с процеса на фотосинтеза. Животните и гъбите абсорбират органичните вещества на други организми, след което ги разграждат на по-прости компоненти, от които синтезират своите вещества.
Това е обичайно за живите организми селекцияредица вещества (при животните това са главно продуктите на разпадане на белтъците - азотни съединения), които са крайни продукти на обмяната на веществата.
Пример за процес на асимилация е протеиновият синтез от аминокиселини. Пример за дисимилация е окисляването на органична материя с участието на кислород, което води до образуването на въглероден диоксид (CO 2) и вода, които се отделят от тялото (може да се използва вода).
Енергийна зависимост на живите
За осъществяването на жизнените процеси организмите се нуждаят от приток на енергия. В хетеротрофните организми той влиза с храната, т.е. техният метаболизъм и енергийният поток са свързани. По време на разграждането на хранителните вещества се освобождава енергия, складирана в други вещества, а част се разсейва под формата на топлина.
Растенията са автотрофи и получават първоначална енергия от Слънцето (улавят неговата радиация). Тази енергия отива за синтеза на първични органични вещества (в които се съхранява) от неорганични. Това не означава, че в растенията не протичат химични реакции на разлагане (дисимилация) на органични вещества за получаване на енергия. Въпреки това растенията не получават органична материя отвън чрез хранене. Тя е напълно "своя".
Енергията отива за поддържане на подредеността, структурираността на живите организми, което е важно за протичането на множество химични реакции в тях. Противопоставянето на ентропията е важно свойство на живите.
Дъх- Това е процес, характерен за живите организми, в резултат на който се получава разцепване на високоенергийни съединения. Освободената при този процес енергия се съхранява в АТФ.
В неживата природа (когато процесите са оставени на произвола) структурирането на системите рано или късно се губи. В този случай се установява едно или друго равновесие (например горещо тяло отдава топлина на други, температурата на телата се изравнява). Колкото по-малко ред, толкова повече ентропия. Ако системата е затворена и има процеси, които не се балансират помежду си, тогава ентропията нараства (вторият закон на термодинамиката). Живите организми имат способността да намаляват ентропията, като поддържат вътрешната структура поради притока на енергия отвън.
Наследствеността и изменчивостта като свойство на живите
Самообновяването на структурите на живите организми, както и възпроизвеждането (самовъзпроизвеждането) на организмите се основава на наследствеността, която е свързана с характеристиките на ДНК молекулите. В същото време могат да се появят промени в ДНК, които водят до променливостта на организмите и осигуряват възможност за еволюционен процес. По този начин живите организми имат генетична (биологична) информация, която също може да бъде определена като основна и изключителна характеристика на живите.
Въпреки способността за самообновяване, тя не е вечна в организмите. Продължителността на живота на индивида е ограничена. Живите обаче остават безсмъртни чрез този процес развъжданекоето може да бъде сексуално или асексуално. В този случай чертите на родителите се наследяват чрез предаване на тяхната ДНК на потомците.
Биологичната информация се записва с помощта на специален генетичен код, който е универсален за всички организми на Земята, което може да показва единството на произхода на живите същества.
Генетичният код се съхранява и внедрява в биологични полимери: ДНК, РНК, протеини. Такива сложни молекули също са характерни за живите.
Информацията, съхранявана в ДНК, когато се прехвърля към протеини, се изразява за живите организми в такива свойства като техния генотип и фенотип. Всички организми ги имат.
Растеж и развитие - свойства на живите организми
Растежът и развитието са свойства на живите организми, реализирани в процеса на тяхната онтогенеза (индивидуално развитие). Растежът е увеличаване на размера и теглото на тялото при запазване на общия план на структурата. В процеса на развитие организмът се променя, придобива нови характеристики и функции, други могат да бъдат загубени. Тоест в резултат на развитието възниква ново качествено състояние. В живите организми растежът обикновено е придружен от развитие (или развитие чрез растеж). Развитието е насочено и необратимо.
В допълнение към индивидуалното развитие се отличава историческото развитие на живота на Земята, което е придружено от образуването на нови видове и усложняването на формите на живот.
Въпреки че растежът може да се наблюдава и в неживата природа (например в кристали или пещерни сталагмити), неговият механизъм при живите организми е различен. В неживата природа растежът се осъществява чрез просто прикрепване на вещество към външната повърхност. Живите организми растат за сметка на погълнатите хранителни вещества. При това в тях се увеличават не толкова самите клетки, а броят им се увеличава.
Раздразнителност и саморегулация
Живите организми имат способността да променят състоянието си в определени граници в зависимост от условията както на външната, така и на вътрешната среда. В процеса на еволюция видовете са разработили различни начини за регистриране на параметрите на околната среда (между другото чрез сетивните органи) и реагиране на различни стимули.
Раздразнителността на живите организми е селективна, тоест те реагират само на това, което е важно за тяхното оцеляване.
Раздразнителността е в основата на саморегулацията на организма, която от своя страна има адаптивна стойност. Така че, с повишаване на телесната температура при бозайниците, кръвоносните съдове се разширяват, отделяйки топлина на околната среда в по-големи количества. В резултат на това температурата на животното се нормализира.
При висшите животни много реакции на външни стимули зависят от доста сложно поведение.
Живите системи имат общи характеристики:
1. единството на химичния съставсвидетелства за единството и връзката на живата и неживата материя.
Пример:
съставът на живите организми включва същите химични елементи, както в обектите на неживата природа, но в различни количествени съотношения (т.е. живите организми имат способността избирателно да натрупват и абсорбират елементи). Повече от \(90\)% от химичния състав се пада на четири елемента: C, O, N, H, които участват в образуването на сложни органични молекули (протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати, липиди).
2. Клетъчна структура (Единство на структурна организация).Всички организми на земята са изградени от клетки. Извън клетката живот няма.
3. Метаболизъм (Отвореност на живите системи). Всички живи организми са "отворени системи".
Отвореност на системата- свойство на всички живи системи, свързано с постоянно снабдяване с енергия отвън и отстраняване на отпадъчни продукти (организмът е жив, докато обменя вещества и енергия с околната среда).
Метаболизъм - набор от биохимични трансформации, протичащи в тялото и други биосистеми.
Метаболизмът се състои от два взаимосвързани процеса: синтез на органични вещества (асимилация) в тялото (поради външни източници на енергия - светлина и храна) и процес на разграждане на сложни органични вещества (дисимилация) с освобождаване на енергия, която след това се консумирани от тялото. Метаболизмът осигурява постоянството на химичния състав при непрекъснато променящи се условия на околната среда.
4. Самостоятелна игра (репродукция)- способността на живите системи да възпроизвеждат собствения си вид. Способността за самовъзпроизвеждане е най-важното свойство на всички живи организми. Тя се основава на процеса на дублиране на ДНК молекули с последващо клетъчно делене.
5. Саморегулация (хомеостаза)- поддържане на постоянството на вътрешната среда на тялото при непрекъснато променящи се условия на околната среда. Всеки жив организъм осигурява поддържането на хомеостазата (постоянството на вътрешната среда на тялото). Постоянното нарушение на хомеостазата води до смърт на тялото.
6. Развитие и растеж. Развитието на живите е представено от индивидуалното развитие на организма (онтогенеза) и историческото развитие на живата природа (филогенеза).
- В процеса на индивидуалното развитие постепенно и последователно се проявяват индивидуалните свойства на организма и се осъществява неговият растеж (всички живи организми растат през живота си).
- Резултатът от историческото развитие е общо прогресивно усложняване на живота и цялото многообразие от живи организми на Земята. Развитието се разбира както като индивидуално развитие, така и като историческо развитие.
7. раздразнителност- способността на тялото да реагира селективно на външни и вътрешни стимули (рефлекси при животните; тропизми, таксиси и настия при растенията).
8. Наследственост и изменчивостса фактори на еволюцията, защото произвеждат материал за селекция.
- Променливост- способността на организмите да придобиват нови характеристики и свойства в резултат на въздействието на външната среда и / или промени в наследствения апарат (молекули на ДНК).
- Наследственост- способността на организма да предава характеристиките си на следващите поколения.
9. Способност за адаптиране- в процеса на историческото развитие и под въздействието на естествения отбор организмите придобиват приспособления към условията на средата (адаптация). Организмите, които нямат необходимите адаптации, измират.
10. Цялост (непрекъснатост)И дискретност (прекъснатост). Животът е интегрален и в същото време дискретен. Този модел е присъщ както на структурата, така и на функцията.
Всеки организъм е интегрална система, която в същото време се състои от отделни единици - клетъчни структури, клетки, тъкани, органи, системи от органи. Органичният свят е интегрален, тъй като всички организми и процесите, протичащи в него, са взаимосвързани. В същото време тя е дискретна, тъй като е съставена от отделни организми.
Някои от изброените по-горе свойства може да са присъщи и на неживата природа.
Пример:
живите организми се характеризират с растеж, но кристалите също растат! Въпреки че този растеж няма онези качествени и количествени параметри, които са присъщи на растежа на живо същество.
Пример:
горящата свещ се характеризира с процеси на енергиен обмен и трансформация, но не е способна на саморегулиране и самовъзпроизвеждане.
Биологията е наука, която изучава живота във всички посоки и общите свойства на живите същества.
Според Енгелс животът е начин на съществуване на протеинови тела, чийто съществен момент е явл. постоянен обмен на вещества с околната среда, с прекратяването на който животът спира, което води до разпадане на протеини.
Съвременна дефиниция: живите тела, които съществуват на Земята, са отворени саморегулиращи се и самовъзпроизвеждащи се системи, изградени от биополимери - протеини и нуклеинови киселини.
Живите организми се характеризират със свойства, които ги отличават от обектите на неживата природа:
1. определен химичен състав.
Живите организми съдържат същите химични елементи като неодушевените, но в различни пропорции. От 100 елемента са необходими 20. Различават се задължителни (органогенни) елементи - водород, въглерод, кислород, азот.
Натрий, калий, калций, магнезий, сяра, фосфор също са важни. Всички организми са изградени от протеини, мазнини, въглехидрати и нуклеинови киселини.
2. Наличието на клетъчна структура (с изключение на бактерии).
Клетката е структурна и функционална единица на живия живот.
3. Метаболизъм и енергийна зависимост.
Живият организъм е отворена стабилна система, която при подаване на енергия отвън е в динамично равновесие.
4. Способността за саморегулиране.
Хомеостазата е способността да се поддържа постоянството на химичните и физичните свойства.
Индикатори за хомеостаза: температура, налягане, количество вода, енергия, скорост на метаболитни процеси.
В тъканите показателят за хомеостазата е броят на клетките.
В органите - интензивността на работа.
В популациите съотношението на възрастовите групи и половия състав.
5. Способността да се самовъзпроизвежда.
а. Възпроизвеждане на себеподобни.
b. Прехвърляне на наследствена информация.
° С. Основен носител на информация явл. хромозоми.
6. Наследственост.
Наследствеността е способността на живите организми да предават черти и свойства от поколение на поколение с помощта на ДНК и РНК. Моделите се изучават от генетиката. Мендел предположи, че чертите се определят от гените. Генът е част от ДНК молекула, която кодира първичната структура на протеин.
Ген - протеин - знак.
7. Променливост.
Изменчивостта е способността на живите организми да придобиват нови характеристики и свойства в процеса на индивидуално развитие. Променливостта създава материал за естествен подбор.
8. Индивидуално развитие.
Онтогенезата е процесът на индивидуално развитие на организма от момента на оплождането до момента на смъртта. Развитието е придружено от растеж, продължителността на растежа е ограничена от процесите на стареене.
аз Проентогенеза-гаметогенеза, оплождане.
ΙΙ. Ембрионалният период е раждане.
ΙΙΙ. Постембрионален - ювенилен, етап на зрялост, етап на старост.
9. Историческо развитие.
Филогенеза – историческото развитие на света; необратимо и насочено развитие на дивата природа, придружено от появата на нови видове и прогресивно усложняване на живота. Цялото разнообразие от растителни и животински видове е резултат от еволюцията.
10. раздразнителност.
Раздразнителността е способността на живите организми да реагират на външни и вътрешни стимули със специфични реакции.
фототропизъм (обръщане на листа към слънцето);
геотропизъм (растеж на върха на корена спрямо центъра на Земята);
такси (еднопосочно движение ДО или ОТ източника на дразнене);
рефлекс (свойството на тялото да реагира на действието на стимули със задължителното участие на нервната система).
11. Движение.
Организмите могат да се движат по различни начини:
а. Амебоид - с помощта на псевдоподи (обикновена амеба, левкоцити);
b. Реактивен - чрез изстрелване на водна струя (медузи, главоноги);
° С. Цилиарно - с помощта на реснички - клетъчни израстъци, заобиколени от цитолемма (цилиати-обувка).
д. Камшичета - с помощта на камшик - израстък на клетка, заобиколена от цитолемма, но по-дълга от ресничките (зелена еуглена, волвокс, сперма).
д. С помощта на контрактилните мускули.
12. ритъм.
Ритъмът е повторението на състоянията на тялото за определен период от време в отговор на промените във външната среда. Биоритми (ектогенен – външен; ендогенен – вътрешен).
13. цялостност и дискретност.
От една страна, живата природа е интегрална, организирана, подчинена на определени закони. От друга страна природата е дискретна, т.е. Всяка биологична система се състои от изолирани, но тясно свързани елементи.
Принципът на дискретността формира основата на идеите за нивото на организация на живата материя.
Нива на организация на живата природа.
Нивото на организация на живата природа е функционалното място на дадена биологична система с определена степен на сложност в общата система на живите същества.
Развитието на нивата в процеса на възникване от по-ниско към по-високо, с появата на по-високо ниво, предишното не изчезна, а само загуби водещата си роля, беше включено като подчинена структура или функционална единица.
Таблица номер 1. Нива на организация на живота.
| Име на ниво | Биосистема | концепция | Елементи, обр. система. | Наука |
| Молекулярна генетика. (обмен на in-in и предаване на наследена информация) | Биополимери (протеини, нуклеинови киселини, полизахариди). | Биополимери- сложни органични вещества с огромно молекулно тегло, състоящи се от мономери. | АА, нуклеотиди, монозахариди | Генетика Mol. Биология Биохимия Биофизика |
| Клетъчен. (освен вируси) | клетка | клетка- структурна и функционална единица на живия. | Обвивка Цитоплазмено ядро | Цитология |
| Органични. Подчинени поднива: Тъканен орган. | Тъкан => Органи => Органни системи => Организъм | Текстил- набор от клетки, които са сходни по структура, произход и изпълняват общи функции. Орган- част от тялото, която изпълнява определени функции. Система от органи- редица органи, които имат общ структурен план, единство на произход и изпълняват една голяма функция. организъм- всяко същество, което има свойствата на живо същество. | клетки. Междуклетъчно в-в. Текстил. Органни системи | Хистология Анатомия Физиология |
| надорганизмови нива | ||||
| Популация-вид. Подчинени: Популационни видове | Популационни видове | население- съвкупност от индивиди от един и същи вид, обитаващи пространство с хомогенни условия. Преглед- набор от популации, индивиди от които заемат определена територия, способни да се кръстосват и да произвеждат плодородно потомство. | Индивиди Популации | Популационна екология |
| Биогеоценотичен | Биогеоценоза (съобщество от живи организми) + Биотоп (участък от абиотична среда) | Биогеоценоза- набор от организми от различни видове, живеещи на определена територия и свързани помежду си чрез пространствени и храносмилателни връзки. Основен функция - циркулацията на материята и енергията, която се състои в превръщането на енергията на Слънцето във всички видове енергия. | Видове | Екология на общността |
| биосферен | Биосфера | Биосфера- черупката на Земята, обитавана от живи организми, включва долната част на атмосферата, цялата хидросфера и горната част на литосферата. | Биогеоценози | Екология |
Секция 1.
Основи на цитологията. Понятието цитология. Предмет и задача на цитологията.
Цитология - наука, която изучава структурата, химичния състав, развитието и функциите, процесите на възпроизводство, възстановяване и адаптиране на клетката към променящите се условия на околната среда.
Цитологията, като самостоятелна наука, възниква в средата на 10 век с публикуването на клетъчната теория на Шлейден и Шван (1838-1839).През последните 20-30 години тя се превърна от описателна наука в експериментална.
Задачата на съвременната цитология: изследване на подробната структура на клетките и тяхното функциониране; изследване на функциите на отделните компоненти, размножаване на клетките и адаптиране към околната среда.
Цитологията е в основата на редица науки (анатомия, хистология, генетика, физиология, биохимия, екология). Цитологията е от голямо значение за медицината. всяко заболяване има патология на специфични клетки, което е важно за разбиране на развитието на заболяването, диагностика, лечение и профилактика.
История на развитието на цитологията.
Развитието на цитологията е свързано със създаването и усъвършенстването на оптични устройства, които позволяват да се изследват и изучават клетки.
1610 г. - Холандският учен Галилео Галилей конструира първия микроскоп и след усъвършенстването му през 1924 г. може да се използва за първите изследвания.
1665 г. - Английският учен Р. Хук, използвайки увеличителни лещи, наблюдава в тънък участък от коркова плоча и ги нарича клетки.
През втората половина на 15 век описанията на Хук формират основата на изследванията на Малпиге върху анатомията на растенията, които потвърждават теорията на Хук.
1680 - Холандският учен Антъни ван Льовенхук открива света на едноклетъчните организми и вижда животински клетки. Открива и описва еритроцитите, сперматозоидите, клетките на сърдечния мускул.
По-нататъшният напредък в изследването на клетката е свързан с развитието на микроскопията през 19 век. Представите за структурата на клетките се промениха: не клетъчната стена, а цитоплазмата започнаха да се считат за основно нещо в организацията на клетката (Purkinė, 1830).
През 30-те години на XΙX век английският учен английски учен Браун открива ядрото в растителните клетки и предлага термина "ядро". Открих ядрото в клетките на гъби и животни. Тези и други многобройни наблюдения позволиха на Шван да направи редица обобщения. Така Шван показа, че клетките на растенията и животните са фундаментално подобни една на друга. Шван формулира клетъчната теория, т.к. когато създава теория, той използва трудовете на Шлейден, тогава той също се счита за създател на теорията.
