svojstva živih organizama. Sposobnost živih organizama da reaguju na vanjske utjecaje je urođeno svojstvo i zaštitna reakcija. Rezultat ispoljavanja kojeg svojstva živih organizama
Koncept biosistema. Prema modernim konceptima, živa materija postoji u obliku živi sistemi - biosistemi. Podsjetimo da se sustav naziva holistička formacija, stvorena skupom elemenata koji su prirodno povezani jedni s drugima i obavljaju posebne funkcije.
Živi sistemi, ili biosistemi, su ćelije i organizmi, vrste i populacije, biogeocenoze i biosfera (univerzalni, globalni biosistem). U ovim biosistemima različite složenosti život se manifestuje nizom zajedničkih svojstava žive materije.
Životna svojstva. U biologiji se dugo vremena tradicionalno razmatraju svojstva živih bića na primjeru takvih biosistema kao što je organizam.
Sva živa bića (i jednoćelijska i višećelijska) imaju sljedeća karakteristična svojstva: metabolizam, razdražljivost, pokretljivost, sposobnost rasta i razvoja, reprodukciju (samoreprodukciju), prijenos svojstava s generacije na generaciju, urednost strukture i funkcija, integritet i diskretnost (izolovanost), energetska zavisnost od spoljašnjeg okruženja. Živa bića karakteriše i specifičan odnos između sebe i okoline, koji im obezbeđuje pokretnu ravnotežu (dinamičku stabilnost) postojanja u prirodi. Ova svojstva se smatraju univerzalnim, jer su karakteristična za sve organizme. Neka od ovih svojstava mogu biti i u neživoj prirodi, ali zajedno su karakteristična samo za živa bića. Hajde da ukratko okarakterišemo ova svojstva.
Jedinstvo hemijskog sastava.Živi organizmi se sastoje od istih hemijskih elemenata kao i tela nežive prirode, ali je odnos ovih elemenata karakterističan samo za žive. U živim sistemima, oko 98% hemijskog sastava otpada na četiri hemijska elementa ( ugljenik, kiseonik, azot i vodonik), koje ulaze u sastav organskih materija, au ukupnoj masi tjelesnih supstanci najveći udio zauzima voda (najmanje 70-85%).
Jedinstvo strukturne organizacije. Jedinica strukture, života, reprodukcije i individualnog razvoja je ćelija. Izvan ćelije nije pronađen nikakav život.
Metabolizam i energija je skup hemijskih reakcija koje obezbeđuju ulazak energije i hemijskih jedinjenja u organizam iz spoljašnje sredine, njihovu transformaciju u telu i uklanjanje iz organizma u okolinu u vidu pretvorene energije i otpadnih proizvoda. Metabolizmom i protokom energije ostvaruje se veza organizma sa spoljašnjom sredinom, što je uslov njegovog života.
Reprodukcija (samoreprodukcija)- ovo je najvažnije svojstvo života, čiju je suštinu figurativno izrazio Louis Pasteur: "Sva živa bića nastaju samo od živih bića." Život, koji je jednom nastao spontanim nastankom, od tada rađa samo žive. Ovo svojstvo se zasniva na jedinstvenoj sposobnosti samoreprodukcije glavnih kontrolnih sistema tela: hromozoma, DNK, gena. S tim u vezi nasljednost kao mehanizam samoreprodukcije je jedinstveno svojstvo samo živih bića. Ponekad se reprodukcija živih organizama događa s uvođenjem promjena koje su nastale mutacijama. Takve promjene, koje uzrokuju pojavu varijabilnosti, mogu dati određena odstupanja od početnog stanja i raznovrsnost tokom reprodukcije.
Sposobnost rasta i razvoja. Rast je povećanje mase i veličine pojedinca zbog povećanja mase i broja ćelija. Razvoj je nepovratan, prirodno usmjeren proces kvalitativnih promjena u organizmu od trenutka njegovog rođenja do smrti. Razlikovati individualni razvoj organizama ili ontogenezu (grč. ontos- "postojeći"; geneza- "postanak"), i istorijski razvoj - evolucija. Evolucija je nepovratna transformacija žive prirode, praćena pojavom novih vrsta prilagođenih novim uvjetima okoline.
Nasljednost- svojstvo živih organizama da obezbede materijalni i funkcionalni kontinuitet među generacijama, kao i da određuju specifičnost individualnog razvoja u određenim uslovima sredine.
Ovo svojstvo se ostvaruje u procesu prenošenja materijalnih jedinica naslijeđa - gena odgovornih za formiranje karakteristika i svojstava organizma.
Varijabilnost- svojstvo živih organizama da postoje u različitim oblicima. Varijacija se može ostvariti u pojedinačnim organizmima ili ćelijama u toku individualnog razvoja ili unutar grupe organizama u nizu generacija tokom polne ili aseksualne reprodukcije.
Razdražljivost su specifične reakcije organizama na promjene u okolišu. Odgovarajući na uticaj faktora sredine aktivnom reakcijom razdražljivosti, organizmi stupaju u interakciju sa okolinom i prilagođavaju joj se, što im pomaže da prežive. Manifestacije razdražljivosti mogu biti različite: pokretljivost životinja u dobijanju hrane, u zaštiti od nepovoljnih uslova, u opasnosti; usmjerena kretanja rasta (tropizmi) kod biljaka i gljiva prema svjetlosti, u potrazi za mineralnom ishranom itd.
Energetska zavisnost. Svim organizmima je potrebna energija za provođenje vitalnih procesa, za kretanje, održavanje svog reda, za reprodukciju. U većini slučajeva organizmi za to koriste sunčevu energiju: neki su direktno autotrofi (zelene biljke i cijanobakterije), drugi su posredno, u obliku organskih tvari konzumirane hrane, heterotrofi (životinje, gljive, bakterije i virusi). Na osnovu toga se razmatraju svi živi sistemi otvoreni sistemi, koji stabilno postoji u uslovima kontinuiranog priliva materije i energije iz spoljašnje sredine i uklanjanja nekih od njih nakon upotrebe od strane biosistema u spoljašnju sredinu.
diskretnost(lat. discretus- "podijeljen", "izolovan") i integritet. Svi organizmi su relativno izolovani jedni od drugih i predstavljaju dobro istaknute jedinke, populacije, vrste i druge biosisteme. Diskretnost je diskontinuitet strukture bilo kojeg živog sistema, odnosno mogućnost njegove podjele na zasebne komponente. Integritet je strukturno i funkcionalno jedinstvo živog sistema, čiji pojedinačni elementi funkcionišu kao jedinstvena celina.
Ritam su periodično ponavljajuće promjene u intenzitetu i prirodi bioloških procesa i pojava.
Ritam se zasniva na biološkim ritmovima, koji mogu imati period koji odgovara solarnom danu (24 sata), lunarnom danu (12,4 ili 24,8 sati), lunarnom mjesecu (29,53 dana) i astronomskoj godini.
Organizmi u toku svog postojanja stvaraju okolišno djelovanje od velikog značaja. Na primjer, gliste su uključene u formiranje tla i povećavaju njegovu plodnost; biljke obogaćuju atmosferu kiseonikom, obezbeđuju zadržavanje snega, regulišu nivo podzemnih voda, stvaraju neophodne uslove za njihovo postojanje i za naseljavanje organizama drugih vrsta. Dakle, živa bića zavise od okoline, prilagođavaju se postojanju u njoj. Istovremeno, sama okolina se mijenja zbog vitalne aktivnosti organizama.
Živa bića također karakteriziraju određeni ritmovi životnih procesa u zavisnosti od dnevne i sezonske dinamike promjena vremenskih i klimatskih uslova na Zemlji.
Svi ovi kriteriji u svojoj ukupnosti, karakteristični samo za divlje životinje, omogućavaju jasno odvajanje živog od neživog svijeta.
Jedinstvenost života leži u činjenici da je nastao na samoj Zemlji kao rezultat dugotrajnih geohemijskih transformacija (etapa hemijske evolucije u istoriji naše planete). Nakon što je jednom nastao, život od primitivnih jednoćelijskih živih bića je u toku dugog istorijskog razvoja (stadijum biološke evolucije) dostigao visok stepen složenosti i dobio iznenađujuće veliku raznolikost svojih oblika.
Dakle, život je poseban oblik kretanja materije, izražen u kumulativnoj interakciji univerzalnih svojstava organizama.
Kao što vidimo, moderno poimanje života, uz njegove tradicionalne karakteristike (metabolizam, rast, razvoj, reprodukcija, naslijeđe, razdražljivost, itd.), uključuje svojstva kao što su urednost, diskretnost i dinamička stabilnost. Istovremeno, pri karakterizaciji fenomena života treba uzeti u obzir njegovu raznolikost i višestrukost, budući da ga na našoj planeti predstavljaju biosistemi različite složenosti - od molekularnog i ćelijskog nivoa organizacije do supraorganizma ( biogeocenotski i biosferski).
Živi organizam je glavni predmet koji proučava takva nauka kao što je biologija. Sastoji se od ćelija, organa i tkiva. Živi organizam je onaj koji ima niz karakterističnih osobina. On diše i jede, meša se ili kreće, a takođe ima i potomstvo.
Životna nauka
Termin "biologija" uveo je J.B. Lamarck - francuski prirodnjak - 1802. Otprilike u isto vrijeme i nezavisno od njega, njemački botaničar G.R. dao je takvo ime nauci o živom svijetu. Treviranus.
Brojne grane biologije razmatraju raznolikost ne samo trenutno postojećih, već i već izumrlih organizama. Oni proučavaju njihovo porijeklo i evolucijske procese, strukturu i funkciju, kao i individualni razvoj i odnose sa okolinom i međusobno.
Dijelovi biologije razmatraju posebne i opšte obrasce koji su svojstveni svim živim bićima u svim svojstvima i manifestacijama. Ovo se odnosi i na reprodukciju, i na metabolizam, i na naslijeđe, i na razvoj i rast.
Početak istorijske etape
Prvi živi organizmi na našoj planeti značajno su se razlikovali po svojoj strukturi od postojećih. Bili su neuporedivo jednostavniji. Kroz čitavu fazu formiranja života na Zemlji, doprinio je poboljšanju strukture živih bića, što im je omogućilo da se prilagode uvjetima okolnog svijeta.
U početnoj fazi, živi organizmi u prirodi jeli su samo organske komponente koje su nastale iz primarnih ugljikohidrata. U zoru svoje istorije, i životinje i biljke bile su najmanja jednoćelijska stvorenja. Bili su slični današnjim amebama, plavo-zelenim algama i bakterijama. U toku evolucije počeli su se pojavljivati višećelijski organizmi, koji su bili mnogo raznovrsniji i složeniji od svojih prethodnika.
Hemijski sastav
Živi organizam je onaj koji je formiran od molekula neorganskih i organskih tvari.
Prva od ovih komponenti je voda, kao i mineralne soli. U ćelijama živih organizama nalaze se masti i proteini, nukleinske kiseline i ugljikohidrati, ATP i mnogi drugi elementi. Vrijedi napomenuti da živi organizmi u svom sastavu sadrže iste komponente koje imaju i objekti, a glavna razlika je u odnosu ovih elemenata. Živi organizmi su onih devedeset osam posto u čijem sastavu je vodonik, kiseonik, ugljenik i azot.
Klasifikacija
Organski svijet naše planete danas ima skoro milion i po različitih životinjskih vrsta, pola miliona biljnih vrsta i deset miliona mikroorganizama. Takva raznolikost se ne može proučavati bez njene detaljne sistematizacije. Klasifikaciju živih organizama prvi je razvio švedski prirodnjak Carl Linnaeus. Zasnovao je svoj rad na hijerarhijskom principu. Jedinica sistematizacije bila je vrsta, čiji je naziv predložen samo na latinskom.
Klasifikacija živih organizama koja se koristi u modernoj biologiji ukazuje na porodične veze i evolutivne odnose organskih sistema. Istovremeno, princip hijerarhije je očuvan.
Sveukupnost živih organizama koji imaju zajedničko porijeklo, isti hromozomski skup, prilagođeni sličnim uslovima, koji žive na određenom području, slobodno se ukrštaju i daju potomstvo sposobno za reprodukciju, jeste vrsta.
Postoji još jedna klasifikacija u biologiji. Ova nauka sve ćelijske organizme dijeli u grupe prema prisustvu ili odsustvu formiranog jezgra. Ovo
Prvu grupu predstavljaju primitivni organizmi bez nuklearne energije. Nuklearna zona se ističe u njihovim ćelijama, ali sadrži samo molekul. Ovo su bakterije.
Pravi nuklearni predstavnici organskog svijeta su eukarioti. Ćelije živih organizama ove grupe imaju sve glavne strukturne komponente. Njihova srž je takođe jasno definisana. Ova grupa uključuje životinje, biljke i gljive.
Struktura živih organizama ne može biti samo ćelijska. Biologija proučava druge oblike života. To uključuje nestanične organizme, kao što su virusi, kao i bakteriofagi.
Klase živih organizama
U biološkoj sistematici postoji rang hijerarhijske klasifikacije, koju naučnici smatraju jednom od glavnih. On razlikuje klase živih organizama. Među glavne spadaju sljedeće:
bakterije;
Životinje;
Biljke;
Morske alge.
Opis časova
Bakterija je živi organizam. To je jednoćelijski organizam koji se razmnožava diobom. Ćelija bakterije je zatvorena u ljusku i ima citoplazmu.
Gljive spadaju u sljedeću klasu živih organizama. U prirodi postoji oko pedeset hiljada vrsta ovih predstavnika organskog svijeta. Međutim, biolozi su proučili samo pet posto od ukupnog broja. Zanimljivo je da gljive dijele neke karakteristike i biljaka i životinja. Važna uloga živih organizama ove klase leži u sposobnosti razlaganja organskog materijala. Zbog toga se gljive mogu naći u gotovo svim biološkim nišama.
Životinjski svijet se može pohvaliti velikom raznolikošću. Predstavnici ove klase mogu se naći u područjima gdje, čini se, nema uslova za postojanje.
Toplokrvne životinje su najorganizovanija klasa. Ime su dobili po načinu na koji hrane svoje potomstvo. Svi predstavnici sisara dijele se na kopitare (žirafa, konj) i mesoždere (lisica, vuk, medvjed).
Predstavnici životinjskog svijeta su insekti. Ima ih ogroman broj na Zemlji. Oni plivaju i lete, puze i skaču. Mnogi insekti su toliko mali da nisu u stanju da izdrže ni vodenu napetost.
Vodozemci i gmizavci bili su među prvim kičmenjacima koji su došli na zemlju u dalekim istorijskim vremenima. Do sada je život predstavnika ove klase povezan s vodom. Dakle, stanište odraslih je suvo zemljište, a njihovo disanje obavljaju pluća. Larve dišu kroz škrge i plivaju u vodi. Trenutno na Zemlji postoji oko sedam hiljada vrsta ove klase živih organizama.
Ptice su jedinstveni predstavnici faune naše planete. Zaista, za razliku od drugih životinja, one su u stanju da lete. Na Zemlji živi skoro osam hiljada šest stotina vrsta ptica. Predstavnike ove klase karakterizira perje i ovipozicija.
Ribe pripadaju velikoj grupi kičmenjaka. Žive u vodenim tijelima i imaju peraje i škrge. Biolozi dijele ribe u dvije grupe. To su hrskavica i kost. Trenutno postoji oko dvadeset hiljada različitih vrsta riba.
Unutar klase biljaka postoji vlastita gradacija. Predstavnici flore dijele se na dvosupne i jednosobne. U prvoj od ovih grupa sjeme sadrži embrion koji se sastoji od dva kotiledona. Predstavnike ove vrste možete prepoznati po listovima. Probušene su mrežom žila (kukuruz, cvekla). Embrion ima samo jedan kotiledon. Na listovima takvih biljaka vene su raspoređene paralelno (luk, pšenica).
Klasa algi uključuje više od trideset hiljada vrsta. To su spore biljke koje žive u vodi koje nemaju žile, ali imaju hlorofil. Ova komponenta doprinosi implementaciji procesa fotosinteze. Alge ne formiraju sjemenke. Njihova reprodukcija se odvija vegetativno ili sporama. Ova klasa živih organizama razlikuje se od viših biljaka po odsustvu stabljika, listova i korijena. Imaju samo takozvano tijelo, koje se zove talus.
Funkcije svojstvene živim organizmima
Šta je osnovno za svakog predstavnika organskog svijeta? To je implementacija procesa razmjene energije i materije. U živom organizmu postoji stalna transformacija različitih supstanci u energiju, kao i fizičke i hemijske promene.
Ova funkcija je neophodan uslov za postojanje živog organizma. Zahvaljujući metabolizmu, svijet organskih bića se razlikuje od neorganskog. Da, u neživim objektima postoje i promjene u materiji i transformacija energije. Međutim, ovi procesi imaju svoje fundamentalne razlike. Metabolizam koji se javlja u neorganskim objektima uništava ih. Istovremeno, živi organizmi bez metaboličkih procesa ne mogu nastaviti svoje postojanje. Posljedica metabolizma je obnova organskog sistema. Prestanak metaboličkih procesa povlači smrt.
Funkcije živog organizma su različite. Ali svi su oni direktno povezani s metaboličkim procesima koji se odvijaju u njemu. To može biti rast i razmnožavanje, razvoj i probava, ishrana i disanje, reakcije i kretanje, izlučivanje otpadnih proizvoda i lučenje itd. Osnova bilo koje funkcije tijela je skup procesa transformacije energije i tvari. Štaviše, ovo je podjednako relevantno za sposobnosti i tkiva, ćelije, organa i čitavog organizma.
Metabolizam kod ljudi i životinja uključuje procese ishrane i probave. U biljkama se provodi uz pomoć fotosinteze. Živi organizam u provedbi metabolizma snabdijeva se supstancama neophodnim za postojanje.
Važna razlikovna karakteristika objekata organskog svijeta je korištenje vanjskih izvora energije. Primjer za to su svjetlost i hrana.
Svojstva svojstvena živim organizmima
Svaka biološka jedinica u svom sastavu ima zasebne elemente, koji zauzvrat čine neraskidivo povezan sistem. Na primjer, u zbiru, svi organi i funkcije osobe predstavljaju njegovo tijelo. Osobine živih organizama su raznolike. Pored jedinstvenog hemijskog sastava i mogućnosti sprovođenja metaboličkih procesa, objekti organskog sveta su sposobni za organizaciju. Određene strukture nastaju iz haotičnog molekularnog kretanja. Time se stvara određeni red u vremenu i prostoru za sva živa bića. Strukturna organizacija je čitav kompleks najsloženijih samoregulirajućih procesa koji se odvijaju određenim redoslijedom. To vam omogućava da održite postojanost unutrašnjeg okruženja na potrebnom nivou. Na primjer, hormon inzulin smanjuje količinu glukoze u krvi kada je ona u višku. U nedostatku ove komponente, nadoknađuje se adrenalinom i glukagonom. Također, toplokrvni organizmi imaju brojne mehanizme termoregulacije. To je širenje kapilara kože i intenzivno znojenje. Kao što vidite, ovo je važna funkcija koju tijelo obavlja.
Svojstva živih organizama, karakteristična samo za organski svijet, također su uključena u proces samoreprodukcije, jer postojanje bilo kojeg ima vremensko ograničenje. Samo samoreprodukcija može održati život. Ova funkcija se zasniva na procesu formiranja novih struktura i molekula, zahvaljujući informacijama koje su ugrađene u DNK. Samoreprodukcija je neraskidivo povezana sa naslijeđem. Uostalom, svako od živih bića rađa svoju vrstu. Živi organizmi putem naslijeđa prenose svoja razvojna svojstva, svojstva i znakove. Ovo svojstvo je zbog postojanosti. Postoji u strukturi molekula DNK.
Još jedno svojstvo karakteristično za žive organizme je razdražljivost. Organski sistemi uvijek reaguju na unutrašnje i vanjske promjene (udare). Što se tiče razdražljivosti ljudskog tijela, ona je neraskidivo povezana sa svojstvima svojstvenim mišićnom, nervnom i žljezdanom tkivu. Ove komponente mogu dati poticaj odgovoru nakon mišićne kontrakcije, odlaska nervnog impulsa, kao i lučenja različitih tvari (hormona, pljuvačke itd.). A ako je živi organizam lišen nervnog sistema? Svojstva živih organizama u obliku razdražljivosti manifestuju se u ovom slučaju kretanjem. Na primjer, protozoe ostavljaju otopine u kojima je koncentracija soli previsoka. Što se tiče biljaka, one su u stanju da menjaju položaj izdanaka kako bi što više apsorbovale svetlost.
Svaki živi sistem može odgovoriti na djelovanje stimulusa. Ovo je još jedno svojstvo objekata organskog svijeta - podražljivost. Ovaj proces osiguravaju mišićno i žljezdano tkivo. Jedna od konačnih reakcija razdražljivosti je pokret. Sposobnost kretanja je zajedničko svojstvo svih živih bića, uprkos činjenici da su neki organizmi izvana to lišeni. Uostalom, kretanje citoplazme događa se u bilo kojoj ćeliji. Prikačene životinje se također kreću. Kod biljaka se primjećuju pokreti rasta zbog povećanja broja ćelija.
Stanište
Postojanje objekata organskog svijeta moguće je samo pod određenim uvjetima. Neki dio prostora uvijek okružuje živi organizam ili cijelu grupu. Ovo je stanište.
U životu svakog organizma organske i anorganske komponente prirode igraju značajnu ulogu. Oni utiču na njega. Živi organizmi su primorani da se prilagode postojećim uslovima. Dakle, neke od životinja mogu živjeti na krajnjem sjeveru na vrlo niskim temperaturama. Drugi mogu postojati samo u tropima.
Na planeti Zemlji postoji nekoliko staništa. Među njima su:
Zemlja-voda;
tlo;
tlo;
Živi organizam;
Zemlja-vazduh.
Uloga živih organizama u prirodi
Život na planeti Zemlji postoji već tri milijarde godina. I za sve to vrijeme organizmi su se razvijali, mijenjali, naseljavali i istovremeno utjecali na svoju okolinu.
Uticaj organskih sistema na atmosferu prouzrokovao je pojavu veće količine kiseonika. Time je značajno smanjena količina ugljičnog dioksida. Biljke su glavni izvor proizvodnje kiseonika.
Pod uticajem živih organizama promijenio se i sastav voda Svjetskog okeana. Neke stijene su organskog porijekla. Minerali (nafta, ugalj, krečnjak) su takođe rezultat funkcionisanja živih organizama. Drugim riječima, objekti organskog svijeta su moćan faktor koji transformira prirodu.
Živi organizmi su svojevrsni indikatori koji ukazuju na kvalitetu čovjekove okoline. Povezani su složenim procesima sa vegetacijom i tlom. Gubitkom barem jedne karike iz ovog lanca, doći će do neravnoteže ekološkog sistema u cjelini. Zato je važno za cirkulaciju energije i tvari na planeti sačuvati svu postojeću raznolikost predstavnika organskog svijeta.
Izolacija općih svojstava živih organizama omogućit će nedvosmisleno razlikovanje živog od neživog. Ne postoji tačna definicija šta je život ili živi organizam, stoga se živo identificira po kompleksu njegovih svojstava, odnosno znakova.
Za razliku od tijela nežive prirode, živi organizmi se razlikuju po složenosti svoje strukture i funkcionalnosti. Ali ako razmotrimo svako svojstvo zasebno, onda se neka od njih u ovom ili onom obliku mogu promatrati u neživoj prirodi. Na primjer, kristali također mogu rasti. Stoga je sveukupnost svojstava živih organizama toliko važna.
Na prvi pogled, uočena raznolikost organizama otežava identifikaciju njihovih zajedničkih svojstava i karakteristika. Međutim, s povijesnim razvojem bioloških znanosti, mnogi opći obrasci života uočeni u potpuno različitim grupama organizama postali su očigledni.
Osim dolje navedenih svojstava živih bića, oni su također često izolirani jedinstvo hemijskog sastava(sličnost u svim organizmima i razlika u omjeru elemenata između živog i neživog), diskretnost(organizmi se sastoje od ćelija, vrste se sastoje od jedinki, itd.), učešće u procesu evolucije, interakcija organizama jedni s drugima, pokretljivost, ritam i sl.
Ne postoji jednoznačna lista znakova živog bića; ovo je dijelom filozofsko pitanje. Često, isticanje jednog svojstva, drugo postaje njegova posljedica. Postoje znaci živih, koji se sastoje od niza drugih. Osim toga, svojstva živih bića su usko povezana, a ta međuzavisnost zajedno daje tako jedinstven fenomen prirode kao što je život.
Metabolizam je glavno svojstvo življenja
Svi živi organizmi izmjenjuju tvari sa okolinom: neke tvari ulaze u tijelo iz okoline, druge se iz tijela oslobađaju u okoliš. Ovo karakteriše organizam kao otvoreni sistem (takođe i protok kroz sistem energije i informacija). Prisustvo selektivnog metabolizma ukazuje da je organizam živ.
Metabolizam u samom tijelu uključuje dva suprotna, ali međusobno povezana i uravnotežena procesa - asimilacija (anabolizam) i disimilacija (katabolizam). Svaka od njih sastoji se od brojnih hemijskih reakcija, kombinovanih i poređanih u cikluse i lance transformacije jedne supstance u drugu.
Kao rezultat asimilacije, strukture tijela se formiraju i ažuriraju zbog sinteze potrebnih složenih organskih tvari iz jednostavnijih organskih, kao i neorganskih tvari. Kao rezultat disimilacije dolazi do cijepanja organskih tvari, pri čemu nastaju jednostavnije tvari potrebne tijelu za asimilaciju, a energija se također skladišti u molekulima ATP-a.
Metabolizam zahtijeva dotok supstanci izvana, a brojni proizvodi disimilacije ne nalaze primjenu u tijelu i moraju se ukloniti iz njega.
Svi živi organizmi nekako jesti. Hrana služi kao izvor potrebnih materija i energije. Biljke se hrane procesom fotosinteze. Životinje i gljive upijaju organske tvari drugih organizama, nakon čega ih razlažu na jednostavnije komponente iz kojih sintetiziraju svoje tvari.
Uobičajeno je za žive organizme izbor niz supstanci (kod životinja su to uglavnom produkti razgradnje proteina - dušikovi spojevi), koji su krajnji produkti metabolizma.
Primjer procesa asimilacije je sinteza proteina iz aminokiselina. Primjer disimilacije je oksidacija organske tvari uz sudjelovanje kisika, što rezultira stvaranjem ugljičnog dioksida (CO2) i vode, koji se izlučuju iz tijela (može se koristiti voda).
Energetska ovisnost živih
Za provođenje vitalnih procesa, organizmima je potreban priliv energije. Kod heterotrofnih organizama ulazi sa hranom, odnosno povezuje se njihov metabolizam i protok energije. Prilikom razgradnje nutrijenata energija se oslobađa, pohranjuje u drugim supstancama, a dio se raspršuje u obliku topline.
Biljke su autotrofi i primaju početnu energiju od Sunca (hvataju njegovo zračenje). Ova energija ide u sintezu primarnih organskih supstanci (u kojima je pohranjena) iz neorganskih. To ne znači da se u biljkama ne dešavaju hemijske reakcije razgradnje (disimilacije) organskih materija radi dobijanja energije. Međutim, biljke ne primaju organsku materiju izvana putem ishrane. Ona je potpuno "njihova".
Energija ide na podršku uređenosti, strukturiranosti živih organizama, što je važno za nastanak brojnih hemijskih reakcija u njima. Suprotnost entropiji je važno svojstvo živih.
Dah- Ovo je proces karakterističan za žive organizme, uslijed kojeg dolazi do cijepanja visokoenergetskih jedinjenja. Energija koja se oslobađa u ovom procesu pohranjuje se u ATP.
U neživoj prirodi (kada su procesi prepušteni slučaju) strukturiranost sistema se prije ili kasnije gubi. U tom slučaju se uspostavlja jedna ili druga ravnoteža (na primjer, vruće tijelo odaje toplinu drugima, temperatura tijela se izjednačava). Što je manje reda, to je više entropije. Ako je sistem zatvoren i postoje procesi koji se međusobno ne balansiraju, onda se entropija povećava (drugi zakon termodinamike). Živi organizmi imaju sposobnost smanjenja entropije održavanjem unutrašnje strukture zbog priliva energije izvana.
Nasljednost i varijabilnost kao svojstvo živih
Samoobnavljanje struktura živih organizama, kao i reprodukcija (samoreprodukcija) organizama, zasniva se na nasljeđu, koje je povezano sa karakteristikama molekula DNK. Istovremeno se mogu pojaviti promjene u DNK koje dovode do varijabilnosti organizama i pružaju mogućnost evolucijskog procesa. Dakle, živi organizmi posjeduju genetske (biološke) informacije, koje se također mogu označiti kao glavna i isključiva karakteristika živog.
Uprkos sposobnosti samoobnavljanja, u organizmima nije vječan. Životni vijek pojedinca je ograničen. Međutim, živi ostaje besmrtan kroz proces uzgoj koja može biti seksualna ili aseksualna. U ovom slučaju, osobine roditelja se nasljeđuju prenošenjem njihovog DNK na potomke.
Biološke informacije se bilježe pomoću posebnog genetskog koda koji je univerzalan za sve organizme na Zemlji, što može ukazivati na jedinstvo porijekla živih bića.
Genetski kod se čuva i implementira u biološke polimere: DNK, RNK, proteine. Takvi složeni molekuli su također karakteristika živih.
Informacije pohranjene u DNK, kada se prenesu na proteine, izražavaju se za žive organizme u takvim svojstvima kao što su njihov genotip i fenotip. Svi organizmi ih imaju.
Rast i razvoj - svojstva živih organizama
Rast i razvoj su svojstva živih organizama ostvarena u procesu njihove ontogeneze (individualnog razvoja). Rast je povećanje veličine i težine tijela uz održavanje općeg plana strukture. U procesu razvoja organizam se mijenja, dobiva nove karakteristike i funkcionalnost, druge se mogu izgubiti. Odnosno, kao rezultat razvoja nastaje novo kvalitativno stanje. Kod živih organizama rast je obično praćen razvojem (ili razvojem rastom). Razvoj je usmjeren i nepovratan.
Pored individualnog razvoja, izdvaja se istorijski razvoj života na Zemlji, koji je praćen stvaranjem novih vrsta i usložnjavanjem životnih oblika.
Iako se rast može primijetiti i u neživoj prirodi (na primjer, u kristalima ili pećinskim stalagmitima), njegov mehanizam u živim organizmima je drugačiji. U neživoj prirodi rast se odvija jednostavnim pričvršćivanjem supstance na vanjsku površinu. Živi organizmi rastu na račun unesenih hranljivih materija. Istovremeno, u njima se ne povećavaju toliko same ćelije, već se povećava njihov broj.
Razdražljivost i samoregulacija
Živi organizmi imaju sposobnost da menjaju svoje stanje u određenim granicama u zavisnosti od uslova spoljašnje i unutrašnje sredine. U procesu evolucije, vrste su razvile različite načine registracije parametara okoline (između ostalog preko osjetilnih organa) i reagiranja na različite podražaje.
Razdražljivost živih organizama je selektivna, odnosno reaguju samo na ono što je važno za njihov opstanak.
Razdražljivost je u osnovi samoregulacije tijela, koja zauzvrat ima adaptivnu vrijednost. Dakle, s povećanjem tjelesne temperature kod sisara, krvni sudovi se šire, odajući toplinu u okolinu u većim količinama. Kao rezultat toga, temperatura životinje se normalizira.
Kod viših životinja mnoge reakcije na vanjske podražaje ovise o prilično složenom ponašanju.
Živi sistemi imaju zajedničke karakteristike:
1. jedinstvo hemijskog sastava svjedoči o jedinstvu i povezanosti žive i nežive materije.
primjer:
sastav živih organizama uključuje iste hemijske elemente kao i objekti nežive prirode, ali u različitim kvantitativnim omjerima (tj. živi organizmi imaju sposobnost selektivne akumulacije i apsorpcije elemenata). Više od \(90\)% hemijskog sastava otpada na četiri elementa: C, O, N, H, koji učestvuju u formiranju složenih organskih molekula (proteini, nukleinske kiseline, ugljikohidrati, lipidi).
2. Ćelijska struktura (Jedinstvo strukturne organizacije). Svi organizmi na Zemlji se sastoje od ćelija. Izvan ćelije nema života.
3. Metabolizam (otvorenost živih sistema). Svi živi organizmi su "otvoreni sistemi".
Otvorenost sistema- svojstvo svih živih sistema povezano sa stalnim snabdevanjem energijom izvana i uklanjanjem otpadnih produkata (organizam je živ dok razmenjuje supstance i energiju sa okolinom).
Metabolizam - skup biohemijskih transformacija koje se dešavaju u telu i drugim biosistemima.
Metabolizam se sastoji od dva međusobno povezana procesa: sinteze organskih supstanci (asimilacija) u tijelu (zbog vanjskih izvora energije - svjetlosti i hrane) i procesa razgradnje složenih organskih tvari (disimilacija) uz oslobađanje energije, koja se zatim konzumira telo. Metabolizam osigurava postojanost hemijskog sastava u uslovima sredine koja se stalno menja.
4. Samoigra (reprodukcija)- sposobnost živih sistema da reprodukuju svoju vrstu. Sposobnost samoreprodukcije je najvažnije svojstvo svih živih organizama. Zasnovan je na procesu umnožavanja molekula DNK s naknadnom diobom stanica.
5. samoregulacija (homeostaza)- održavanje postojanosti unutrašnje sredine tela u uslovima sredine koja se stalno menja. Svaki živi organizam osigurava održavanje homeostaze (stalnost unutrašnjeg okruženja tijela). Uporno kršenje homeostaze dovodi do smrti tijela.
6. Razvoj i rast. Razvoj živog predstavlja individualni razvoj organizma (ontogeneza) i istorijski razvoj žive prirode (filogeneza).
- U procesu individualnog razvoja, individualna svojstva organizma se postepeno i dosledno manifestuju i vrši njegov rast (svi živi organizmi rastu tokom svog života).
- Rezultat istorijskog razvoja je opća progresivna komplikacija života i sve raznolikosti živih organizama na Zemlji. Razvoj se shvata i kao individualni razvoj i kao istorijski razvoj.
7. Razdražljivost- sposobnost tijela da selektivno reagira na vanjske i unutrašnje podražaje (refleksi kod životinja; tropizmi, taksi i nastije kod biljaka).
8. Nasljednost i varijabilnost su faktori evolucije, jer proizvode materijal za selekciju.
- Varijabilnost- sposobnost organizama da steknu nova svojstva i svojstva kao rezultat uticaja spoljašnje sredine i/ili promena u naslednom aparatu (molekuli DNK).
- Nasljednost- sposobnost organizma da prenese svoje karakteristike na sljedeće generacije.
9. Sposobnost prilagođavanja- u procesu istorijskog razvoja i pod uticajem prirodne selekcije, organizmi stiču adaptacije na uslove sredine (adaptacija). Organizmi koji nemaju potrebne adaptacije izumiru.
10. Integritet (kontinuitet) I diskretnost (diskontinuitet). Život je integralan i istovremeno diskretan. Ovaj obrazac je svojstven i strukturi i funkciji.
Svaki organizam je integralni sistem, koji se istovremeno sastoji od diskretnih jedinica – ćelijskih struktura, ćelija, tkiva, organa, sistema organa. Organski svijet je integralan, jer su svi organizmi i procesi koji se u njemu odvijaju međusobno povezani. Istovremeno je diskretna, jer se sastoji od pojedinačnih organizama.
Neka od gore navedenih svojstava također mogu biti svojstvena neživoj prirodi.
primjer:
žive organizme karakteriše rast, ali i kristali rastu! Iako ovaj rast nema one kvalitativne i kvantitativne parametre koji su svojstveni rastu živog bića.
primjer:
zapaljenu svijeću karakteriziraju procesi razmjene i transformacije energije, ali nije sposobna za samoregulaciju i samoreprodukciju.
Biologija je nauka koja proučava život u svim pravcima i opšta svojstva živih bića.
Prema Engelsu, život je način postojanja proteinskih tijela čiji je suštinski momenat yavl. stalna izmjena tvari sa okolinom, čijim prestankom život prestaje, što dovodi do razgradnje proteina.
Moderna definicija: živa tijela koja postoje na Zemlji su otvoreni samoregulirajući i samoreproducirajući sistemi izgrađeni od biopolimera - proteina i nukleinskih kiselina.
Žive organizme karakteriziraju svojstva koja ih razlikuju od objekata nežive prirode:
1. određenog hemijskog sastava.
Živi organizmi sadrže iste hemijske elemente kao i neživi objekti, ali u različitim omjerima. Od 100 elemenata potrebno je 20. Razlikuju se obavezni (organogeni) elementi - vodonik, ugljenik, kiseonik, azot.
Važni su i natrijum, kalijum, kalcijum, magnezijum, sumpor, fosfor. Svi organizmi su građeni od proteina, masti, ugljikohidrata i nukleinskih kiselina.
2. Prisutnost stanične strukture (osim bakterija).
Ćelija je strukturna i funkcionalna jedinica živog.
3. Metabolizam i energetska ovisnost.
Živi organizam je otvoren stabilan sistem, koji je, kada se energija dovodi izvana, u dinamičkoj ravnoteži.
4. Sposobnost samoregulacije.
Homeostaza je sposobnost održavanja postojanosti hemijskih i fizičkih svojstava.
Indikatori homeostaze: temperatura, pritisak, količina vode, energija, brzina metaboličkih procesa.
U tkivima indikator homeostaze je broj ćelija.
U organima - intenzitet rada.
U populacijama, odnos starosnih grupa i polnog sastava.
5. Sposobnost da se sama reprodukuje.
a. Reprodukcija svoje vrste.
b. Prijenos nasljednih podataka.
c. Glavni nosilac informacija yavl. hromozoma.
6. Nasljednost.
Nasljednost je sposobnost živih organizama da prenose osobine i svojstva s generacije na generaciju koristeći DNK i RNK. Obrasce proučava genetika. Mendel je sugerirao da osobine određuju geni. Gen je dio molekule DNK koji kodira primarnu strukturu proteina.
Gen - protein - znak.
7. Varijabilnost.
Varijabilnost je sposobnost živih organizama da u procesu individualnog razvoja steknu nova svojstva i svojstva. Varijacija stvara materijal za prirodnu selekciju.
8. Individualni razvoj.
Ontogeneza je proces individualnog razvoja organizma od trenutka oplodnje do trenutka smrti. Razvoj je praćen rastom, trajanje rasta je ograničeno procesima starenja.
Ι. Proentogeneza-gametogeneza, oplodnja.
ΙΙ. Embrionalni period je rođenje.
ΙΙΙ. Postembrionalno - juvenilno, faza zrelosti, faza starosti.
9. Istorijski razvoj.
Filogenija - istorijski razvoj sveta; nepovratan i usmjeren razvoj divljih životinja, praćen pojavom novih vrsta i progresivnim usložnjavanjem života. Sva raznolikost biljnih i životinjskih vrsta rezultat je evolucije.
10. Razdražljivost.
Razdražljivost je sposobnost živih organizama da na spoljašnje i unutrašnje podražaje reaguju specifičnim reakcijama.
fototropizam (okretanje listova prema suncu);
geotropizam (rast vrha korena u odnosu na centar Zemlje);
taksi (jednosmjerno kretanje DO ili OD izvora iritacije);
refleks (svojstvo tijela da odgovori na djelovanje podražaja uz obavezno učešće nervnog sistema).
11. Pokret.
Organizmi se mogu kretati na različite načine:
a. Ameboid - uz pomoć pseudopoda (obična ameba, leukociti);
b. Reaktivni - ispaljivanjem mlaza vode (meduze, glavonošci);
c. Cilijar - uz pomoć cilija - staničnih izraslina okruženih citolemom (cilijat-cipela).
d. Flagella - uz pomoć flagelluma - izraslina ćelije okružena citolemom, ali duža od cilije (euglena zelena, Volvox, sperma).
e. Uz pomoć kontraktilnih mišića.
12. Ritam.
Ritam je ponavljanje stanja tijela tokom određenog vremenskog perioda kao odgovor na promjene u vanjskom okruženju. Bioritmi (ektogeni - eksterni; endogeni - unutrašnji).
13. integritet i diskretnost.
S jedne strane, živa priroda je integralna, organizovana, podložna određenim zakonima. S druge strane, priroda je diskretna, tj. Svaki biološki sistem sastoji se od izolovanih, ali blisko povezanih elemenata.
Princip diskretnosti formirao je osnovu ideja o nivou organizacije žive materije.
Nivoi organizacije žive prirode.
Nivo organizacije žive prirode je funkcionalno mjesto datog biološkog sistema određenog stepena složenosti u opštem sistemu živih bića.
Razvojem nivoa u procesu nastanka od nižeg ka višem, dolaskom višeg nivoa, prethodni nije nestao, već je samo izgubio vodeću ulogu, uključivao se kao podređena struktura ili funkcionalna jedinica.
Tabela broj 1. Nivoi organizacije života.
| Naziv nivoa | Biosistem | koncept | Elementi, arr. sistem. | Nauka |
| Molekularna genetika. (razmjena in-in i prijenos naslijeđenih informacija) | Biopolimeri (proteini, nukleinske kiseline, polisaharidi). | Biopolimeri- složene organske tvari velike molekularne težine, koje se sastoje od monomera. | AA, nukleotidi, monosaharidi | Genetics Mol. Biologija Biohemija Biofizika |
| Cellular. (osim virusa) | Cell | Cell- strukturna i funkcionalna jedinica stanovanja. | Nukleus citoplazme ljuske | Citologija |
| Organizam. Podnivoi podređenih: Organ tkiva. | Tkivo => Organi => Organski sistemi => Organizam | Tekstil- skup ćelija koje su slične po strukturi, porijeklu i obavljaju zajedničke funkcije. Orgulje- dio tijela koji obavlja određene funkcije. Organski sistem- broj organa koji imaju zajednički plan strukture, jedinstvo porekla i obavljaju jednu veliku funkciju. organizam- svako stvorenje koje ima svojstva živog bića. | Ćelije. Intercelularni in-in. Tekstil. Organski sistemi | Histologija Anatomija Fiziologija |
| supraorganizmski nivoi | ||||
| Populacija-vrsta. Podređeni: Populacione vrste | Populacione vrste | stanovništva- skup jedinki iste vrste koje naseljavaju prostor sa homogenim uslovima. Pogled- skup populacija, čiji jedinci zauzimaju određeno područje, sposobni da se ukrštaju i daju plodno potomstvo. | Pojedinci Populacije | Populaciona ekologija |
| Biogeocenotic | Biogeocenoza (zajednica živih organizama) + Biotop (deo abiotičke sredine) | Biogeocenoza- skup organizama različitih vrsta koji žive na određenoj teritoriji i međusobno su povezani prostornim i probavnim vezama. Main funkcija - kruženje materije i energije, koja se sastoji u transformaciji energije Sunca u sve vrste energije. | Vrste | Ekologija zajednice |
| biosferski | Biosfera | Biosfera- ljuska Zemlje, naseljena živim organizmima, uključuje donji dio atmosfere, cijelu hidrosferu i gornji dio litosfere. | Biogeocenoze | Ekologija |
Odjeljak 1.
Osnove citologije. Koncept citologije. Predmet i zadatak citologije.
Citologija - nauka koja proučava strukturu, hemijski sastav, razvoj i funkcije, procese reprodukcije, obnavljanja i prilagođavanja ćelije promenljivim uslovima sredine.
Citologija, kao samostalna nauka, nastala je sredinom 10. vijeka objavljivanjem ćelijska teorija Schleidena i Schwanna (1838-1839). Tokom proteklih 20-30 godina, ona se iz deskriptivne nauke pretvorila u eksperimentalnu.
Zadatak moderne citologije: proučavanje detaljne strukture ćelija i njihovog funkcionisanja; proučavanje funkcija pojedinih komponenti, reprodukcije ćelija i prilagođavanja okolini.
Citologija je temelj za niz nauka (anatomija, histologija, genetika, fiziologija, biohemija, ekologija). Citologija je od velikog značaja za medicinu. sve bolesti imaju patologiju specifičnih ćelija, što je važno za razumijevanje razvoja bolesti, dijagnoze, liječenja i prevencije.
Istorija razvoja citologije.
Razvoj citologije povezan je sa stvaranjem i unapređenjem optičkih uređaja koji omogućavaju ispitivanje i proučavanje ćelija.
1610. - Holandski naučnik Galileo Galilei konstruisao je prvi mikroskop, a nakon njegovog poboljšanja 1924. mogao je da se koristi za prva istraživanja.
1665. - Engleski naučnik R. Hooke, koristeći sočiva za uvećanje, posmatrao je u tankom delu ploče od plute i nazvao ih ćelijama.
U drugoj polovini 15. vijeka, Hookeovi opisi su činili osnovu Malpigheovih studija o biljnoj anatomiji, što je potvrdilo Hookeovu teoriju.
1680. - Holandski naučnik Anthony van Leeuwenhoek otkrio je svijet jednoćelijskih organizama i vidio životinjske ćelije. Otkrio je i opisao eritrocite, spermatozoide, ćelije srčanog mišića.
Dalji napredak u proučavanju ćelije povezan je sa razvojem mikroskopije u 19. veku. Ideje o strukturi ćelija su se promenile: ne ćelijski zid, već citoplazma je počela da se smatra glavnom stvari u organizaciji ćelije (Purkinė, 1830).
30-ih godina XΙX veka, engleski naučnik, engleski naučnik Braun, otkrio je jezgro u biljnim ćelijama i predložio termin "nukleus". Pronađena jezgra u ćelijama gljiva i životinja. Ova i druga brojna zapažanja omogućila su Schwannu da napravi niz generalizacija. Tako je Schwann pokazao da su stanice biljaka i životinja u osnovi slične jedna drugoj. Schwann je formulirao ćelijsku teoriju, jer. pri stvaranju teorije koristio je Schleidenove radove, tada se smatra i tvorcem teorije.
