propiedades de los organismos vivos. La capacidad de los organismos vivos para responder a las influencias externas es una propiedad innata y una reacción protectora. El resultado de la manifestación de qué propiedad de los organismos vivos
El concepto de biosistema. De acuerdo con los conceptos modernos, la materia viva existe en forma sistemas vivos - biosistemas. Recuerde que un sistema se denomina formación holística, creada por un conjunto de elementos que están naturalmente conectados entre sí y realizan funciones especiales.
Los sistemas vivos, o biosistemas, son células y organismos, especies y poblaciones, biogeocenosis y la biosfera (biosistema universal, global). En estos biosistemas de distinta complejidad, la vida se manifiesta por una serie de propiedades comunes a la materia viva.
Propiedades de la vida. En biología, durante mucho tiempo, las propiedades de los seres vivos se han considerado tradicionalmente utilizando el ejemplo de biosistemas como un organismo.
Todos los seres vivos (tanto unicelulares como pluricelulares) tienen las siguientes propiedades distintivas: metabolismo, irritabilidad, movilidad, capacidad de crecer y desarrollarse, reproducción (autorreproducción), transferencia de propiedades de generación en generación, orden en estructura y funciones, integridad y discreción (aislamiento), dependencia energética del medio exterior. Los seres vivos también se caracterizan por una relación específica entre ellos y con el entorno, que les proporciona un equilibrio móvil (estabilidad dinámica) de existencia en la naturaleza. Estas propiedades se consideran universales, ya que son características de todos los organismos. Algunas de estas propiedades también pueden estar en la naturaleza inanimada, pero juntas son características solo de los seres vivos. Caractericemos brevemente estas propiedades.
La unidad de la composición química. Los organismos vivos consisten en los mismos elementos químicos que los cuerpos de la naturaleza inanimada, pero la proporción de estos elementos es característica solo para los vivos. En los sistemas vivos, alrededor del 98% de la composición química está formada por cuatro elementos químicos ( carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno), que forman parte de sustancias orgánicas, y en la masa total de sustancias corporales, la parte principal es agua (al menos 70-85%).
La unidad de la organización estructural. La unidad de estructura, vida, reproducción y desarrollo individual es celúla. No se ha encontrado vida fuera de la celda.
Metabolismo y energía es un conjunto de reacciones químicas que aseguran la entrada de energía y compuestos químicos en el cuerpo desde el ambiente externo, su transformación en el cuerpo y eliminación del cuerpo al medio ambiente en forma de energía convertida y productos de desecho. El metabolismo y el flujo de energía dan cuenta de la conexión del organismo con el ambiente externo, que es la condición de su vida.
Reproducción (auto-reproducción)- esta es la propiedad más importante de la vida, cuya esencia fue expresada en sentido figurado por Louis Pasteur: "Todos los seres vivos provienen solo de los seres vivos". La vida, habiendo surgido una vez por generación espontánea, desde entonces sólo da origen a lo viviente. Esta propiedad se basa en la capacidad única de autorreproducir los principales sistemas de control del cuerpo: cromosomas, ADN, genes. En esta conexión herencia como mecanismo de autorreproducción es una propiedad única de sólo los seres vivos. A veces, la reproducción de los organismos vivos ocurre con la introducción de cambios que han surgido a través de mutaciones. Tales cambios, que provocan la aparición de variabilidad, pueden dar algunas desviaciones del estado inicial y diversidad durante la reproducción.
Capacidad de crecer y desarrollarse. El crecimiento es un aumento en la masa y el tamaño de un individuo debido a un aumento en la masa y el número de células. El desarrollo es un proceso irreversible, naturalmente dirigido, de cambios cualitativos en un organismo desde el momento de su nacimiento hasta su muerte. Distinguir entre el desarrollo individual de los organismos, u ontogénesis (griego. ontos- "existente"; génesis- "origen"), y desarrollo histórico - evolución. La evolución es una transformación irreversible de la naturaleza viva, acompañada por la aparición de nuevas especies adaptadas a nuevas condiciones ambientales.
Herencia- la propiedad de los organismos vivos de asegurar la continuidad material y funcional entre generaciones, así como de determinar la especificidad del desarrollo individual en determinadas condiciones ambientales.
Esta propiedad se lleva a cabo en el proceso de transferencia de las unidades materiales de la herencia, los genes responsables de la formación de las características y propiedades del organismo.
Variabilidad- la propiedad de los organismos vivos de existir en diversas formas. La variación se puede realizar en organismos o células individuales en el curso del desarrollo individual o dentro de un grupo de organismos en una serie de generaciones durante la reproducción sexual o asexual.
Irritabilidad Son las respuestas específicas de los organismos a los cambios en el medio ambiente. Respondiendo a la influencia de los factores ambientales con una reacción activa de irritabilidad, los organismos interactúan con el medio ambiente y se adaptan a él, lo que les ayuda a sobrevivir. Las manifestaciones de la irritabilidad pueden ser diferentes: la movilidad de los animales en la obtención de alimentos, en la protección de condiciones adversas, en peligro; movimientos de crecimiento orientados (tropismos) en plantas y hongos hacia la luz, en busca de nutrición mineral, etc.
Dependencia energética. Todos los organismos necesitan energía para la implementación de los procesos vitales, para el movimiento, para mantener su orden, para la reproducción. En la mayoría de los casos, los organismos utilizan la energía solar para ello: algunos directamente son autótrofos (plantas verdes y cianobacterias), otros indirectamente, en forma de sustancias orgánicas de los alimentos consumidos, son heterótrofos (animales, hongos, bacterias y virus). Sobre esta base, todos los sistemas vivos se consideran sistemas abiertos, que existe de manera estable en condiciones de afluencia continua de materia y energía desde el entorno externo y la eliminación de algunos de ellos después de su uso por el biosistema en el entorno externo.
discreción(lat. discreto- "dividido", "aislado") y integridad. Todos los organismos están relativamente aislados unos de otros y representan individuos, poblaciones, especies y otros biosistemas bien diferenciados. La discreción es la discontinuidad de la estructura de cualquier sistema vivo, es decir, la posibilidad de su división en componentes separados. La integridad es la unidad estructural y funcional de un sistema vivo, cuyos elementos individuales funcionan como un todo único.
Ritmo son cambios periódicamente recurrentes en la intensidad y naturaleza de los procesos y fenómenos biológicos.
El ritmo se basa en ritmos biológicos, que pueden tener un período correspondiente a un día solar (24 horas), un día lunar (12,4 o 24,8 horas), un mes lunar (29,53 días) y un año astronómico.
Los organismos en el curso de su existencia producen una acción formadora de ambiente de gran importancia. Por ejemplo, las lombrices de tierra intervienen en la formación del suelo y aumentan su fertilidad; las plantas enriquecen la atmósfera con oxígeno, proporcionan retención de nieve, regulan el nivel de las aguas subterráneas, crean las condiciones necesarias para su existencia y para el asentamiento de organismos de otras especies. Así, los seres vivos dependen del medio ambiente, se adaptan a la existencia en él. Al mismo tiempo, el propio entorno cambia debido a la actividad vital de los organismos.
Los seres vivos también se caracterizan por ciertos ritmos de los procesos de vida, dependiendo de la dinámica diaria y estacional de los cambios en las condiciones meteorológicas y climáticas de la Tierra.
Todos estos criterios en su totalidad, característicos solo de la vida silvestre, permiten separar claramente el mundo vivo del inanimado.
La singularidad de la vida radica en el hecho de que surgió en la Tierra misma como resultado de transformaciones geoquímicas a largo plazo (una etapa de evolución química en la historia de nuestro planeta). Habiendo surgido una vez, la vida de los seres vivos unicelulares primitivos en el curso de un largo desarrollo histórico (la etapa de la evolución biológica) ha alcanzado un alto grado de complejidad y ha adquirido una variedad sorprendentemente grande de sus formas.
Así, la vida es una forma especial del movimiento de la materia, expresada en la interacción acumulativa de las propiedades universales de los organismos.
Como podemos ver, la comprensión moderna de la vida, junto con sus características tradicionales (metabolismo, crecimiento, desarrollo, reproducción, herencia, irritabilidad, etc.), incluye propiedades tales como orden, discreción y estabilidad dinámica. Al mismo tiempo, al caracterizar el fenómeno de la vida, se debe tener en cuenta su diversidad y calidad múltiple, ya que está representada en nuestro planeta por biosistemas de diversa complejidad, desde los niveles de organización molecular y celular hasta los supraorgánicos ( biogeocenótico y biosférico).
Un organismo vivo es el tema principal estudiado por una ciencia como la biología. Está formado por células, órganos y tejidos. Un organismo vivo es aquel que tiene una serie de rasgos característicos. Respira y come, se agita o se mueve, y también tiene descendencia.
Ciencias de la vida
El término "biología" fue introducido por J.B. Lamarck, un naturalista francés, en 1802. Aproximadamente al mismo tiempo e independientemente de él, el botánico alemán G.R. dio ese nombre a la ciencia del mundo viviente. Trevirano.
Numerosas ramas de la biología consideran la diversidad no solo de los organismos existentes actualmente, sino también de los ya extinguidos. Estudian su origen y procesos evolutivos, estructura y función, así como el desarrollo individual y las relaciones con el entorno y entre sí.
Las secciones de biología consideran patrones particulares y generales que son inherentes a todos los seres vivos en todas sus propiedades y manifestaciones. Esto se aplica a la reproducción, al metabolismo, a la herencia, al desarrollo y al crecimiento.
El inicio de la etapa histórica
Los primeros organismos vivos en nuestro planeta diferían significativamente en su estructura de los que existen actualmente. Eran incomparablemente más simples. A lo largo de toda la etapa de formación de la vida en la Tierra, contribuyó al mejoramiento de la estructura de los seres vivos, lo que les permitió adaptarse a las condiciones del mundo circundante.
En la etapa inicial, los organismos vivos en la naturaleza solo comían componentes orgánicos que surgían de los carbohidratos primarios. En los albores de su historia, tanto los animales como las plantas eran las criaturas unicelulares más pequeñas. Eran similares a las amebas, las algas verdeazuladas y las bacterias actuales. En el curso de la evolución, comenzaron a aparecer organismos multicelulares, que eran mucho más diversos y complejos que sus predecesores.
Composición química
Un organismo vivo es aquel que está formado por moléculas de sustancias inorgánicas y orgánicas.
El primero de estos componentes es el agua, así como las sales minerales. En las células de los organismos vivos se encuentran grasas y proteínas, ácidos nucleicos y carbohidratos, ATP y muchos otros elementos. Vale la pena señalar el hecho de que los organismos vivos en su composición contienen los mismos componentes que tienen los objetos, la principal diferencia está en la proporción de estos elementos. Los organismos vivos son aquellos cuya composición en un noventa y ocho por ciento es hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno.
Clasificación
El mundo orgánico de nuestro planeta hoy tiene casi un millón y medio de especies animales diversas, medio millón de especies de plantas y diez millones de microorganismos. Tal diversidad no puede ser estudiada sin su detallada sistematización. La clasificación de los organismos vivos fue desarrollada por primera vez por el naturalista sueco Carl Linnaeus. Basó su trabajo en el principio jerárquico. La unidad de sistematización fue la especie, cuyo nombre se propuso dar sólo en latín.
La clasificación de los organismos vivos utilizada en la biología moderna indica los lazos familiares y las relaciones evolutivas de los sistemas orgánicos. Al mismo tiempo, se preserva el principio de jerarquía.
La totalidad de los organismos vivos que tienen un origen común, el mismo conjunto de cromosomas, adaptados a condiciones similares, viviendo en un área determinada, entrecruzándose libremente y produciendo descendencia capaz de reproducirse, es una especie.
Hay otra clasificación en biología. Esta ciencia divide todos los organismos celulares en grupos según la presencia o ausencia de un núcleo formado. Este
El primer grupo está representado por organismos primitivos libres de energía nuclear. En sus células destaca una zona nuclear, pero contiene sólo una molécula. Estas son bacterias.
Los verdaderos representantes nucleares del mundo orgánico son los eucariotas. Las células de los organismos vivos de este grupo tienen todos los componentes estructurales principales. Su núcleo también está claramente definido. Este grupo incluye animales, plantas y hongos.
La estructura de los organismos vivos puede ser no solo celular. La biología estudia otras formas de vida. Estos incluyen organismos no celulares, como virus, así como bacteriófagos.
Clases de organismos vivos
En la sistemática biológica, existe un rango de clasificación jerárquica, que los científicos consideran una de las principales. Distingue clases de organismos vivos. Los principales incluyen los siguientes:
bacterias;
animales;
Plantas;
Algas marinas.
Descripción de las clases
Una bacteria es un organismo vivo. Es un organismo unicelular que se reproduce por división. La célula de una bacteria está encerrada en un caparazón y tiene un citoplasma.
Los hongos pertenecen a la siguiente clase de organismos vivos. En la naturaleza, hay alrededor de cincuenta mil especies de estos representantes del mundo orgánico. Sin embargo, los biólogos han estudiado solo el cinco por ciento de su total. Curiosamente, los hongos comparten algunas características tanto de las plantas como de los animales. Un papel importante de los organismos vivos de esta clase radica en la capacidad de descomponer el material orgánico. Es por eso que los hongos se pueden encontrar en casi todos los nichos biológicos.
El mundo animal cuenta con una gran diversidad. Los representantes de esta clase se pueden encontrar en áreas donde, al parecer, no hay condiciones para la existencia.
Los animales de sangre caliente son la clase mejor organizada. Obtuvieron su nombre por la forma en que alimentan a sus crías. Todos los representantes de los mamíferos se dividen en ungulados (jirafa, caballo) y carnívoros (zorro, lobo, oso).
Los representantes del mundo animal son los insectos. Hay un gran número de ellos en la Tierra. Nadan y vuelan, se arrastran y saltan. Muchos de los insectos son tan pequeños que ni siquiera pueden soportar la tensión del agua.
Los anfibios y los reptiles estuvieron entre los primeros vertebrados que llegaron a tierra en tiempos históricos lejanos. Hasta ahora, la vida de los representantes de esta clase está relacionada con el agua. Entonces, el hábitat de los adultos es la tierra seca, y su respiración se realiza a través de los pulmones. Las larvas respiran por branquias y nadan en el agua. Actualmente, existen alrededor de siete mil especies de esta clase de organismos vivos en la Tierra.
Las aves son representantes únicos de la fauna de nuestro planeta. De hecho, a diferencia de otros animales, pueden volar. Casi ocho mil seiscientas especies de aves viven en la Tierra. Los representantes de esta clase se caracterizan por el plumaje y la oviposición.
Los peces pertenecen a un gran grupo de vertebrados. Viven en cuerpos de agua y tienen aletas y branquias. Los biólogos dividen a los peces en dos grupos. Estos son cartílago y hueso. Actualmente, existen cerca de veinte mil tipos diferentes de peces.
Dentro de la clase de plantas hay su propia gradación. Los representantes de la flora se dividen en dicotiledóneas y monocotiledóneas. En el primero de estos grupos, la semilla contiene un embrión que consta de dos cotiledones. Puede identificar representantes de esta especie por las hojas. Están perforados con una malla de venas (maíz, remolacha). El embrión tiene un solo cotiledón. En las hojas de tales plantas, las venas están dispuestas en paralelo (cebollas, trigo).
La clase de algas incluye más de treinta mil especies. Estas son plantas de esporas que viven en el agua que no tienen vasos, pero tienen clorofila. Este componente contribuye a la implementación del proceso de fotosíntesis. Las algas no forman semillas. Su reproducción se produce de forma vegetativa o por esporas. Esta clase de organismos vivos se diferencia de las plantas superiores por la ausencia de tallos, hojas y raíces. Solo tienen el llamado cuerpo, que se llama talo.
Funciones inherentes a los organismos vivos.
¿Qué es fundamental para cualquier representante del mundo orgánico? Esta es la implementación de los procesos de intercambio de energía y materia. En un organismo vivo, hay una transformación constante de diversas sustancias en energía, así como cambios físicos y químicos.
Esta función es una condición indispensable para la existencia de un organismo vivo. Es gracias al metabolismo que el mundo de los seres orgánicos se diferencia del inorgánico. Sí, en los objetos inanimados también hay cambios de materia y transformación de energía. Sin embargo, estos procesos tienen sus diferencias fundamentales. El metabolismo que ocurre en los objetos inorgánicos los destruye. Al mismo tiempo, los organismos vivos sin procesos metabólicos no pueden continuar su existencia. La consecuencia del metabolismo es la renovación del sistema orgánico. El cese de los procesos metabólicos conlleva la muerte.
Las funciones de un organismo vivo son variadas. Pero todos ellos están directamente relacionados con los procesos metabólicos que tienen lugar en él. Esto puede ser crecimiento y reproducción, desarrollo y digestión, nutrición y respiración, reacciones y movimiento, excreción de productos de desecho y secreción, etc. La base de cualquier función del cuerpo es un conjunto de procesos de transformación de energía y sustancias. Además, esto es igualmente relevante para las capacidades de los tejidos, las células, los órganos y el organismo completo.
El metabolismo en humanos y animales incluye los procesos de nutrición y digestión. En las plantas, se lleva a cabo con la ayuda de la fotosíntesis. Un organismo vivo en la implementación del metabolismo se abastece de las sustancias necesarias para la existencia.
Una característica distintiva importante de los objetos del mundo orgánico es el uso de fuentes de energía externas. Un ejemplo de esto es la luz y la comida.
Propiedades inherentes a los organismos vivos.
Cualquier unidad biológica tiene en su composición elementos separados que, a su vez, forman un sistema inextricablemente vinculado. Por ejemplo, en conjunto, todos los órganos y funciones de una persona representan su cuerpo. Las propiedades de los organismos vivos son diversas. Además de una única composición química y la posibilidad de implementar procesos metabólicos, los objetos del mundo orgánico son capaces de organización. Ciertas estructuras se forman a partir del movimiento molecular caótico. Esto crea un cierto orden en el tiempo y el espacio para todos los seres vivos. La organización estructural es todo un complejo de los más complejos procesos de autorregulación que proceden en un cierto orden. Esto le permite mantener la constancia del entorno interno en el nivel requerido. Por ejemplo, la hormona insulina reduce la cantidad de glucosa en la sangre cuando está en exceso. Con la falta de este componente, se repone con adrenalina y glucagón. Además, los organismos de sangre caliente tienen numerosos mecanismos de termorregulación. Esta es la expansión de los capilares de la piel y la sudoración intensa. Como puede ver, esta es una función importante que realiza el cuerpo.
Las propiedades de los organismos vivos, características únicamente del mundo orgánico, también están incluidas en el proceso de autorreproducción, porque la existencia de cualquiera tiene un límite de tiempo. Sólo la autorreproducción puede sustentar la vida. Esta función se basa en el proceso de formación de nuevas estructuras y moléculas, debido a la información que se encuentra incrustada en el ADN. La autorreproducción está indisolublemente ligada a la herencia. Después de todo, cada uno de los seres vivos da a luz a su propia especie. A través de la herencia, los organismos vivos transmiten sus características, propiedades y signos de desarrollo. Esta propiedad se debe a la constancia. Existe en la estructura de las moléculas de ADN.
Otra propiedad característica de los organismos vivos es la irritabilidad. Los sistemas orgánicos siempre reaccionan a cambios internos y externos (impactos). En cuanto a la irritabilidad del cuerpo humano, está indisolublemente ligada a las propiedades inherentes al tejido muscular, nervioso y glandular. Estos componentes pueden impulsar la respuesta después de la contracción muscular, la salida de un impulso nervioso, así como la secreción de diversas sustancias (hormonas, saliva, etc.). ¿Y si un organismo vivo está privado del sistema nervioso? Las propiedades de los organismos vivos en forma de irritabilidad se manifiestan en este caso por el movimiento. Por ejemplo, los protozoos dejan soluciones en las que la concentración de sal es demasiado alta. En cuanto a las plantas, son capaces de cambiar la posición de los brotes para absorber la mayor cantidad de luz posible.
Cualquier sistema vivo puede responder a la acción de un estímulo. Esta es otra propiedad de los objetos del mundo orgánico: la excitabilidad. Este proceso es proporcionado por los tejidos musculares y glandulares. Una de las reacciones finales de la excitabilidad es el movimiento. La capacidad de moverse es una propiedad común de todos los seres vivos, a pesar de que, exteriormente, algunos organismos están privados de ella. Después de todo, el movimiento del citoplasma ocurre en cualquier célula. Los animales adjuntos también se mueven. En las plantas se observan movimientos de crecimiento debido a un aumento en el número de células.
Hábitat
La existencia de objetos del mundo orgánico sólo es posible bajo ciertas condiciones. Una parte del espacio rodea invariablemente a un organismo vivo oa un grupo completo. Este es el hábitat.
En la vida de cualquier organismo, los componentes orgánicos e inorgánicos de la naturaleza juegan un papel importante. Tienen un efecto sobre él. Los organismos vivos se ven obligados a adaptarse a las condiciones existentes. Entonces, algunos de los animales pueden vivir en el Lejano Norte a temperaturas muy bajas. Otros pueden existir solo en los trópicos.
Hay varios hábitats en el planeta Tierra. Entre ellos están:
tierra-agua;
suelo;
suelo;
Organismo vivo;
Tierra-aire.
El papel de los organismos vivos en la naturaleza.
La vida en el planeta Tierra existe desde hace tres mil millones de años. Y durante todo este tiempo los organismos se desarrollaron, cambiaron, asentaron y al mismo tiempo afectaron su entorno.
La influencia de los sistemas orgánicos en la atmósfera provocó la aparición de más oxígeno. Esto redujo significativamente la cantidad de dióxido de carbono. Las plantas son la principal fuente de producción de oxígeno.
Bajo la influencia de los organismos vivos, la composición de las aguas del Océano Mundial también ha cambiado. Algunas rocas son de origen orgánico. Los minerales (petróleo, carbón, piedra caliza) también son el resultado del funcionamiento de los organismos vivos. En otras palabras, los objetos del mundo orgánico son un factor poderoso que transforma la naturaleza.
Los organismos vivos son una especie de indicador que indica la calidad del entorno humano. Están conectados por procesos complejos con la vegetación y el suelo. Con la pérdida de al menos un solo eslabón de esta cadena, se producirá un desequilibrio del sistema ecológico en su conjunto. Por eso es importante para la circulación de energía y sustancias en el planeta preservar toda la diversidad existente de representantes del mundo orgánico.
El aislamiento de las propiedades generales de los organismos vivos permitirá distinguir sin ambigüedades lo vivo de lo no vivo. No existe una definición exacta de lo que es la vida o un organismo vivo, por lo tanto, la vida se identifica por un complejo de sus propiedades o signos.
A diferencia de los cuerpos de naturaleza inanimada, los organismos vivos difieren en la complejidad de su estructura y funcionalidad. Pero si consideramos cada propiedad por separado, algunas de ellas de una forma u otra pueden observarse en la naturaleza inanimada. Por ejemplo, también pueden crecer cristales. Por lo tanto, la totalidad de las propiedades de los organismos vivos es tan importante.
A primera vista, la diversidad observada de organismos dificulta la identificación de sus propiedades y características comunes. Sin embargo, con el desarrollo histórico de las ciencias biológicas, se hicieron evidentes muchos patrones generales de vida observados en grupos de organismos completamente diferentes.
Además de las propiedades de los seres vivos que se enumeran a continuación, también suelen estar aislados unidad de composición química(la similitud en todos los organismos y la diferencia en las proporciones de elementos entre vivos y no vivos), discreción(los organismos están formados por células, las especies están formadas por individuos, etc.), participación en el proceso de evolución, interacción de organismos entre sí, movilidad, ritmo y etc.
No existe una lista inequívoca de signos de un ser vivo; esto es en parte una cuestión filosófica. A menudo, al resaltar una propiedad, la segunda se convierte en su consecuencia. Hay signos de los vivos, que consisten en varios otros. Además, las propiedades de los seres vivos están estrechamente interconectadas, y esta interdependencia en conjunto da un fenómeno tan único de la naturaleza como la vida.
El metabolismo es la propiedad principal de la vida.
Todos los organismos vivos intercambian sustancias con el medio ambiente: ciertas sustancias ingresan al cuerpo desde el medio ambiente, otras se liberan al medio ambiente desde el cuerpo. Esto caracteriza al organismo como un sistema abierto (también el flujo a través del sistema de energía e información). La presencia de metabolismo selectivo indica que el organismo está vivo.
El metabolismo en el cuerpo mismo incluye dos procesos opuestos, pero interconectados y equilibrados: asimilación (anabolismo) y disimilación (catabolismo). Cada uno de ellos consta de numerosas reacciones químicas, combinadas y ordenadas en ciclos y cadenas de transformación de una sustancia en otra.
Como resultado de la asimilación, las estructuras del cuerpo se forman y actualizan debido a la síntesis de las sustancias orgánicas complejas necesarias a partir de sustancias orgánicas e inorgánicas más simples. Como resultado de la disimilación, se produce la división de sustancias orgánicas, mientras que se forman sustancias más simples necesarias para que el cuerpo las asimile, y la energía también se almacena en moléculas de ATP.
El metabolismo requiere una afluencia de sustancias desde el exterior, y una serie de productos de disimilación no encuentran uso en el cuerpo y deben eliminarse de él.
Todos los organismos vivos de alguna manera comer. Los alimentos sirven como fuente de sustancias necesarias y energía. Las plantas se alimentan del proceso de fotosíntesis. Los animales y los hongos absorben las sustancias orgánicas de otros organismos, después de lo cual las descomponen en componentes más simples, a partir de los cuales sintetizan sus sustancias.
Es común para los organismos vivos. selección una serie de sustancias (en los animales, estos son principalmente los productos de descomposición de las proteínas - compuestos nitrogenados), que son los productos finales del metabolismo.
Un ejemplo de un proceso de asimilación es la síntesis de proteínas a partir de aminoácidos. Un ejemplo de disimilación es la oxidación de la materia orgánica con la participación del oxígeno, que da como resultado la formación de dióxido de carbono (CO 2 ) y agua, que se excretan del organismo (se puede utilizar agua).
Dependencia energética de los vivos
Para la implementación de procesos vitales, los organismos necesitan una afluencia de energía. En los organismos heterótrofos, ingresa con los alimentos, es decir, su metabolismo y flujo de energía están conectados. Durante la descomposición de los nutrientes, se libera energía, se almacena en otras sustancias y parte se disipa en forma de calor.
Las plantas son autótrofas y reciben energía inicial del Sol (captan su radiación). Esta energía se destina a la síntesis de sustancias orgánicas primarias (en las que se almacena) a partir de sustancias inorgánicas. Esto no quiere decir que en las plantas no se produzcan reacciones químicas de descomposición (disimilación) de sustancias orgánicas para obtener energía. Sin embargo, las plantas no reciben materia orgánica del exterior a través de la nutrición. Ella es completamente "suya".
La energía se destina a apoyar el orden, la estructuración de los organismos vivos, lo cual es importante para la ocurrencia de numerosas reacciones químicas en ellos. La oposición a la entropía es una propiedad importante de los vivos.
Aliento- Este es un proceso característico de los organismos vivos, como resultado de lo cual se produce la división de compuestos de alta energía. La energía liberada en este proceso se almacena en ATP.
En la naturaleza inanimada (cuando los procesos se dejan al azar), la estructuración de los sistemas se pierde tarde o temprano. En este caso, se establece uno u otro equilibrio (por ejemplo, un cuerpo caliente cede calor a otros, la temperatura de los cuerpos se iguala). A menos orden, más entropía. Si el sistema es cerrado y hay procesos que no se equilibran entre sí, entonces aumenta la entropía (segunda ley de la termodinámica). Los organismos vivos tienen la capacidad de reducir la entropía manteniendo la estructura interna debido a la entrada de energía desde el exterior.
La herencia y la variabilidad como propiedad de los vivos
La autorrenovación de las estructuras de los organismos vivos, así como la reproducción (autorreproducción) de los organismos, se basa en la herencia, que está asociada a las características de las moléculas de ADN. Al mismo tiempo, pueden aparecer cambios en el ADN que conducen a la variabilidad de los organismos y brindan la posibilidad del proceso evolutivo. Por lo tanto, los organismos vivos tienen información genética (biológica), que también puede designarse como la característica principal y exclusiva de los vivos.
A pesar de la capacidad de autorrenovación, no es eterna en los organismos. La vida útil de un individuo es limitada. Sin embargo, los vivos permanecen inmortales a través del proceso. cría que puede ser sexual o asexual. En este caso, los rasgos de los padres se heredan al pasar su ADN a los descendientes.
La información biológica se registra mediante un código genético especial que es universal para todos los organismos de la Tierra, lo que puede indicar la unidad del origen de los seres vivos.
El código genético se almacena e implementa en polímeros biológicos: ADN, ARN, proteínas. Tales moléculas complejas también son una característica de los vivos.
La información almacenada en el ADN, cuando se transfiere a las proteínas, se expresa para los organismos vivos en propiedades tales como su genotipo y fenotipo. Todos los organismos los tienen.
Crecimiento y desarrollo - propiedades de los organismos vivos.
El crecimiento y el desarrollo son las propiedades de los organismos vivos realizadas en el proceso de su ontogénesis (desarrollo individual). El crecimiento es un aumento en el tamaño y peso del cuerpo manteniendo el plan general de la estructura. En el proceso de desarrollo, el organismo cambia, adquiere nuevas características y funcionalidades, otras pueden perderse. Es decir, como resultado del desarrollo, surge un nuevo estado cualitativo. En los organismos vivos, el crecimiento suele ir acompañado de desarrollo (o desarrollo por crecimiento). El desarrollo es dirigido e irreversible.
Además del desarrollo individual, se distingue el desarrollo histórico de la vida en la Tierra, que va acompañado de la formación de nuevas especies y la complicación de las formas de vida.
Aunque el crecimiento también se puede observar en la naturaleza inanimada (por ejemplo, en cristales o estalagmitas de cuevas), su mecanismo en los organismos vivos es diferente. En la naturaleza inanimada, el crecimiento se lleva a cabo simplemente adhiriendo una sustancia a la superficie exterior. Los organismos vivos crecen a expensas de los nutrientes ingeridos. Al mismo tiempo, no aumentan tanto las células en sí mismas, sino que aumenta su número.
Irritabilidad y autorregulación
Los organismos vivos tienen la capacidad de cambiar su estado dentro de ciertos límites dependiendo de las condiciones del entorno externo e interno. En el proceso de evolución, las especies han desarrollado varias formas de registrar parámetros ambientales (entre otras cosas a través de los órganos de los sentidos) y responder a diversos estímulos.
La irritabilidad de los organismos vivos es selectiva, es decir, reaccionan solo a lo que es importante para su supervivencia.
La irritabilidad es la base de la autorregulación del cuerpo, que, a su vez, tiene un valor adaptativo. Así, con un aumento de la temperatura corporal en los mamíferos, los vasos sanguíneos se dilatan, cediendo calor al ambiente en mayor cantidad. Como resultado, la temperatura del animal se normaliza.
En los animales superiores, muchas reacciones a los estímulos externos dependen de un comportamiento bastante complejo.
Los sistemas vivos tienen características comunes:
1. unidad de composición química da testimonio de la unidad y conexión de la materia viva e inanimada.
Ejemplo:
la composición de los organismos vivos incluye los mismos elementos químicos que en los objetos de naturaleza inanimada, pero en diferentes proporciones cuantitativas (es decir, los organismos vivos tienen la capacidad de acumular y absorber elementos selectivamente). Más del \(90\)% de la composición química recae en cuatro elementos: C, O, N, H, que intervienen en la formación de moléculas orgánicas complejas (proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, lípidos).
2. Estructura celular (Unidad de organización estructural). Todos los organismos de la tierra están formados por células. No hay vida fuera de la célula.
3. Metabolismo (Apertura de los sistemas vivos). Todos los organismos vivos son "sistemas abiertos".
Apertura del sistema- una propiedad de todos los sistemas vivos asociada con un suministro constante de energía desde el exterior y la eliminación de productos de desecho (un organismo está vivo mientras intercambia sustancias y energía con el medio ambiente).
Metabolismo - un conjunto de transformaciones bioquímicas que ocurren en el cuerpo y otros biosistemas.
El metabolismo consta de dos procesos interrelacionados: la síntesis de sustancias orgánicas (asimilación) en el cuerpo (debido a fuentes de energía externas: luz y alimentos) y el proceso de descomposición de sustancias orgánicas complejas (disimilación) con la liberación de energía, que luego se consumido por el cuerpo. El metabolismo asegura la constancia de la composición química en condiciones ambientales continuamente cambiantes.
4. Autorreproducción (Reproducción)- la capacidad de los sistemas vivos para reproducir su propia especie. La capacidad de autorreproducción es la propiedad más importante de todos los organismos vivos. Se basa en el proceso de duplicación de moléculas de ADN con la posterior división celular.
5. Autorregulación (Homeostasis)- mantener la constancia del ambiente interno del cuerpo en condiciones ambientales continuamente cambiantes. Cualquier organismo vivo asegura el mantenimiento de la homeostasis (la constancia del ambiente interno del cuerpo). La violación persistente de la homeostasis conduce a la muerte del cuerpo.
6. Desarrollo y crecimiento. El desarrollo de los vivos está representado por el desarrollo individual del organismo (ontogénesis) y el desarrollo histórico de la naturaleza viva (filogénesis).
- En el proceso de desarrollo individual, las propiedades individuales del organismo se manifiestan de manera gradual y constante y se lleva a cabo su crecimiento (todos los organismos vivos crecen durante su vida).
- El resultado del desarrollo histórico es una complicación progresiva general de la vida y de toda la diversidad de organismos vivos en la Tierra. El desarrollo se entiende tanto como desarrollo individual como desarrollo histórico.
7. Irritabilidad- la capacidad del cuerpo para responder selectivamente a estímulos externos e internos (reflejos en animales; tropismos, taxis y nastia en plantas).
8. Herencia y variabilidad son factores de evolución, porque producen material para la selección.
- Variabilidad- la capacidad de los organismos para adquirir nuevas características y propiedades como resultado de la influencia del entorno externo y / o cambios en el aparato hereditario (moléculas de ADN).
- Herencia- la capacidad de un organismo para transmitir sus características a las generaciones posteriores.
9. Capacidad para adaptarse- en el proceso de desarrollo histórico y bajo la influencia de la selección natural, los organismos adquieren adaptaciones a las condiciones ambientales (adaptación). Los organismos que no tienen las adaptaciones necesarias se extinguen.
10. Integridad (Continuidad) Y discreción (discontinuidad). La vida es integral ya la vez discreta. Este patrón es inherente tanto a la estructura como a la función.
Cualquier organismo es un sistema integral, que al mismo tiempo consta de unidades discretas: estructuras celulares, células, tejidos, órganos, sistemas de órganos. El mundo orgánico es integral, ya que todos los organismos y los procesos que ocurren en él están interconectados. Al mismo tiempo, es discreto, ya que está compuesto por organismos individuales.
Algunas de las propiedades enumeradas anteriormente también pueden ser inherentes a la naturaleza inanimada.
Ejemplo:
los organismos vivos se caracterizan por el crecimiento, ¡pero los cristales también crecen! Aunque este crecimiento no tiene esos parámetros cualitativos y cuantitativos que son inherentes al crecimiento de un ser vivo.
Ejemplo:
una vela encendida se caracteriza por los procesos de intercambio y transformación de energía, pero no es capaz de autorregulación y autorreproducción.
La biología es una ciencia que estudia la vida en todas sus direcciones y las propiedades generales de los seres vivos.
Según Engels, la vida es una forma de existencia de los cuerpos proteicos, cuyo momento esencial es yavl. un intercambio constante de sustancias con el medio ambiente, con cuya terminación cesa la vida, lo que conduce a la descomposición de las proteínas.
Definición moderna: los cuerpos vivos que existen en la Tierra son sistemas abiertos de autorregulación y autorreproducción construidos a partir de biopolímeros: proteínas y ácidos nucleicos.
Los organismos vivos se caracterizan por propiedades que los distinguen de los objetos de naturaleza inanimada:
1. determinada composición química.
Los organismos vivos contienen los mismos elementos químicos que los objetos inanimados, pero en diferentes proporciones. De 100 elementos, se necesitan 20. Se distinguen los elementos obligatorios (organogénicos): hidrógeno, carbono, oxígeno, nitrógeno.
También son importantes el sodio, el potasio, el calcio, el magnesio, el azufre y el fósforo. Todos los organismos están construidos a partir de proteínas, grasas, carbohidratos y ácidos nucleicos.
2. La presencia de una estructura celular (excepto bacterias).
Una célula es una unidad estructural y funcional de los seres vivos.
3. Metabolismo y dependencia energética.
Un organismo vivo es un sistema estable abierto que, cuando se le suministra energía desde el exterior, se encuentra en equilibrio dinámico.
4. La capacidad de autorregulación.
La homeostasis es la capacidad de mantener la constancia de las propiedades químicas y físicas.
Indicadores de homeostasis: temperatura, presión, cantidad de agua, energía, tasa de procesos metabólicos.
En los tejidos, el indicador de la homeostasis es el número de células.
En los órganos - la intensidad del trabajo.
En las poblaciones, la proporción de grupos de edad y composición por sexo.
5. La capacidad de reproducirse a sí mismo.
a. Reproducción de la propia especie.
b. Transferencia de información hereditaria.
C. El principal portador de información yavl. cromosomas
6. Herencia.
La herencia es la capacidad de los organismos vivos para transmitir rasgos y propiedades de generación en generación utilizando ADN y ARN. Los patrones son estudiados por la genética. Mendel sugirió que los rasgos están determinados por los genes. Un gen es una sección de una molécula de ADN que codifica la estructura primaria de una proteína.
Gen - proteína - signo.
7. Variabilidad.
La variabilidad es la capacidad de los organismos vivos para adquirir nuevas características y propiedades en el proceso de desarrollo individual. La variación crea material para la selección natural.
8. Desarrollo individual.
La ontogénesis es el proceso de desarrollo individual de un organismo desde el momento de la fertilización hasta el momento de la muerte. El desarrollo va acompañado del crecimiento, la duración del crecimiento está limitada por los procesos de envejecimiento.
yo Proentogénesis-gametogénesis, fecundación.
yo El período embrionario es el nacimiento.
ΙΙΙ. Postembrionario - juvenil, etapa de madurez, etapa de vejez.
9. Desarrollo historico.
Filogenia - el desarrollo histórico del mundo; desarrollo irreversible y dirigido de la vida silvestre, acompañado por el surgimiento de nuevas especies y la progresiva complicación de la vida. Toda la diversidad de especies vegetales y animales es el resultado de la evolución.
10. Irritabilidad.
La irritabilidad es la capacidad de los organismos vivos para responder a estímulos externos e internos con reacciones específicas.
fototropismo (girar las hojas hacia el sol);
geotropismo (crecimiento de la punta de la raíz en relación con el centro de la Tierra);
taxis (movimiento unidireccional HACIA o DESDE la fuente de irritación);
reflejo (la propiedad del cuerpo para responder a la acción de los estímulos con la participación obligatoria del sistema nervioso).
11. Movimienot.
Los organismos pueden moverse en una variedad de formas:
a. Ameboides: con la ayuda de seudópodos (ameba común, leucocitos);
b. Reactivo: disparando un chorro de agua (medusas, cefalópodos);
C. Ciliar - con la ayuda de los cilios - crecimientos celulares rodeados por un citolema (ciliados-zapato).
d. Flagelos - con la ayuda de un flagelo - una consecuencia de una célula rodeada por un citolema, pero más larga que un cilio (euglena verde, Volvox, esperma).
mi. Con la ayuda de los músculos contráctiles.
12. Ritmo.
El ritmo es la repetición de estados corporales durante un período de tiempo en respuesta a cambios en el entorno externo. Biorritmos (ectógeno - externo; endógeno - interno).
13. integridad y discreción.
Por un lado, la naturaleza viva es integral, organizada, sujeta a ciertas leyes. Por otro lado, la naturaleza es discreta, es decir, Cualquier sistema biológico consta de elementos aislados, pero estrechamente relacionados.
El principio de discreción formó la base de las ideas sobre el nivel de organización de la materia viva.
Niveles de organización de la naturaleza viva.
El nivel de organización de la naturaleza viva es el lugar funcional de un determinado sistema biológico de cierto grado de complejidad en el sistema general de los seres vivos.
El desarrollo de los niveles en el proceso de origen de lo inferior a lo superior, con el advenimiento de un nivel superior, el anterior no desapareció, solo perdió su protagonismo, se incluyó como estructura subordinada o unidad funcional.
Tabla número 1. Niveles de organización de los vivos.
| Nombre del nivel | Biosistema | concepto | Elementos, arreglo. sistema. | Ciencia |
| genética molecular. (intercambio de in-in y transmisión de información heredada) | Biopolímeros (proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos). | Biopolímeros- Sustancias orgánicas complejas con un gran peso molecular, que consisten en monómeros. | AA, nucleótidos, monosacáridos | Genética Mol. Biología Bioquímica Biofísica |
| Celular. (excepto virus) | Celúla | Celúla- unidad estructural y funcional de lo vivo. | Shell Citoplasma Núcleo | Citología |
| organicista. Subniveles subordinados: Tejido Órgano. | Tejido => Órganos => Sistemas de órganos => Organismo | Textil- un conjunto de células que son similares en estructura, origen y realizan funciones comunes. Organo- una parte del cuerpo que realiza ciertas funciones. Sistema de órganos- una serie de órganos que tienen un plan estructural común, unidad de origen y realizan una gran función. organismo- cualquier criatura que tiene las propiedades de un ser vivo. | Células. Intercelular adentro-adentro. Textil. Sistemas de órganos | Histología Anatomía Fisiología |
| niveles supraorgánicos | ||||
| Población-especie. Subordinados: Población Especies | Población Especies | población- un conjunto de individuos de la misma especie que habitan un espacio con condiciones homogéneas. Vista- un conjunto de poblaciones, cuyos individuos ocupan un área determinada, capaces de cruzarse y producir descendencia fértil. | Individuos Poblaciones | Ecología de la población |
| Biogeocenótico | Biogeocenosis (comunidad de organismos vivos) + Biotopo (sección de un ambiente abiótico) | Biogeocenosis- un conjunto de organismos de diferentes especies que viven en un determinado territorio y están interconectados por lazos espaciales y digestivos. Principal función - la circulación de materia y energía, que consiste en la transformación de la energía del Sol en todo tipo de energía. | Tipos | ecología comunitaria |
| biosferico | Biosfera | Biosfera- el caparazón de la Tierra, habitado por organismos vivos, incluye la parte inferior de la atmósfera, toda la hidrosfera y la parte superior de la litosfera. | biogeocenosis | Ecología |
Sección 1.
Fundamentos de Citología. El concepto de citología. El tema y la tarea de la citología.
Citología - una ciencia que estudia la estructura, la composición química, el desarrollo y las funciones, los procesos de reproducción, restauración y adaptación de la célula a las condiciones ambientales cambiantes.
La citología, como ciencia independiente, surge a mediados del siglo X con la publicación de teoría celular de Schleiden y Schwann (1838-1839). En los últimos 20-30 años, ha pasado de ser una ciencia descriptiva a una experimental.
La tarea de la citología moderna: el estudio de la estructura detallada de las células y su funcionamiento; estudio de las funciones de los componentes individuales, reproducción de las células y adaptación al medio.
La citología es la base de varias ciencias (anatomía, histología, genética, fisiología, bioquímica, ecología). La citología es de gran importancia para la medicina. cualquier enfermedad tiene una patología de células específicas, lo cual es importante para comprender el desarrollo de la enfermedad, el diagnóstico, el tratamiento y la prevención.
Historia del desarrollo de la citología.
El desarrollo de la citología está asociado con la creación y mejora de dispositivos ópticos que permiten examinar y estudiar células.
1610: el científico holandés Galileo Galilei construyó el primer microscopio y, después de su mejora en 1924, pudo usarse para los primeros estudios.
1665 - El científico inglés R. Hooke, usando lentes de aumento, observó en una sección delgada de una placa de corcho y las llamó células.
En la segunda mitad del siglo XV, las descripciones de Hooke formaron la base de los estudios de anatomía vegetal de Malpighe, que confirmaron la teoría de Hooke.
1680 - El científico holandés Anthony van Leeuwenhoek descubrió el mundo de los organismos unicelulares y vio células animales. Descubrió y describió los eritrocitos, los espermatozoides, las células del músculo cardíaco.
Un mayor progreso en el estudio de la célula está asociado con el desarrollo de la microscopía en el siglo XIX. Las ideas sobre la estructura de las células han cambiado: no la pared celular, sino el citoplasma comenzó a ser considerado lo principal en la organización de la célula (Purkinė, 1830).
En los años 30 del siglo XΙX, el científico inglés Brown descubrió el núcleo en las células vegetales y propuso el término "núcleo". Encontró el núcleo en las células de hongos y animales. Estas y otras numerosas observaciones permitieron a Schwann hacer una serie de generalizaciones. Entonces Schwann demostró que las células de plantas y animales son fundamentalmente similares entre sí. Schwann formuló la teoría celular, porque. al crear una teoría, utilizó los trabajos de Schleiden, entonces también se le considera el creador de la teoría.
