proprietà degli organismi viventi. La capacità degli organismi viventi di rispondere alle influenze esterne è una proprietà innata e una reazione protettiva, il risultato della manifestazione di quale proprietà degli organismi viventi
Il concetto di biosistema. Secondo i concetti moderni, la materia vivente esiste nella forma sistemi viventi - biosistemi. Ricordiamo che un sistema è chiamato formazione olistica, creato da un insieme di elementi che sono naturalmente collegati tra loro e svolgono funzioni speciali.
I sistemi viventi, o biosistemi, sono cellule e organismi, specie e popolazioni, biogeocenosi e biosfera (biosistema universale, globale). In questi biosistemi di diversa complessità, la vita si manifesta con una serie di proprietà comuni della materia vivente.
Proprietà vitali. In biologia, per molto tempo, le proprietà degli esseri viventi sono state tradizionalmente considerate usando l'esempio di tali biosistemi come un organismo.
Tutti gli esseri viventi (sia unicellulari che multicellulari) hanno le seguenti proprietà distintive: metabolismo, irritabilità, mobilità, capacità di crescere e svilupparsi, riproduzione (autoriproduzione), trasferimento di proprietà di generazione in generazione, ordine nella struttura e nelle funzioni, integrità e discrezione (isolamento), dipendenza energetica dall'ambiente esterno. Gli esseri viventi sono inoltre caratterizzati da una specifica relazione tra loro stessi e con l'ambiente, che fornisce loro un equilibrio mobile (stabilità dinamica) dell'esistenza in natura. Queste proprietà sono considerate universali, in quanto sono caratteristiche di tutti gli organismi. Alcune di queste proprietà possono anche essere in natura inanimata, ma insieme sono caratteristiche solo degli esseri viventi. Caratterizziamo brevemente queste proprietà.
L'unità della composizione chimica. Gli organismi viventi sono costituiti dagli stessi elementi chimici dei corpi di natura inanimata, ma il rapporto di questi elementi è caratteristico solo per i vivi. Nei sistemi viventi, circa il 98% della composizione chimica è rappresentato da quattro elementi chimici ( carbonio, ossigeno, azoto e idrogeno), che fanno parte delle sostanze organiche, e nella massa totale delle sostanze corporee, la quota principale è l'acqua (almeno il 70-85%).
L'unità dell'organizzazione strutturale. L'unità di struttura, vita, riproduzione e sviluppo individuale è cellula. Nessuna vita è stata trovata fuori dalla cella.
Metabolismo ed energiaè un insieme di reazioni chimiche che assicurano l'ingresso di energia e composti chimici nel corpo dall'ambiente esterno, la loro trasformazione nel corpo e la rimozione dal corpo nell'ambiente sotto forma di energia convertita e prodotti di scarto. Il metabolismo e il flusso di energia realizzano la connessione dell'organismo con l'ambiente esterno, che è la condizione della sua vita.
Riproduzione (autoriproduzione)- questa è la proprietà più importante della vita, la cui essenza è stata espressa figurativamente da Louis Pasteur: "Tutti gli esseri viventi provengono solo da esseri viventi". La vita, sorta una volta per generazione spontanea, da allora non dà origine che ai vivi. Questa proprietà si basa sulla capacità unica di auto-riprodurre i principali sistemi di controllo del corpo: cromosomi, DNA, geni. In questa connessione eredità come meccanismo di auto-riproduzione è una proprietà unica dei soli esseri viventi. A volte la riproduzione di organismi viventi avviene con l'introduzione di cambiamenti che sono sorti attraverso mutazioni. Tali cambiamenti, che causano l'apparenza di variabilità, possono dare alcune deviazioni dallo stato iniziale e diversità durante la riproduzione.
Capacità di crescere e svilupparsi. La crescita è un aumento della massa e delle dimensioni di un individuo a causa di un aumento della massa e del numero di cellule. Lo sviluppo è un processo irreversibile, naturalmente diretto, di cambiamenti qualitativi in un organismo dal momento della sua nascita fino alla morte. Distinguere tra lo sviluppo individuale degli organismi, o ontogenesi (greco. ontos- "esistente"; genesi- "origine") e sviluppo storico - evoluzione. L'evoluzione è una trasformazione irreversibile della natura vivente, accompagnata dall'emergere di nuove specie adattate alle nuove condizioni ambientali.
Eredità- la proprietà degli organismi viventi di garantire la continuità materiale e funzionale tra le generazioni, nonché di determinare la specificità dello sviluppo individuale in determinate condizioni ambientali.
Questa proprietà viene eseguita nel processo di trasferimento delle unità materiali dell'ereditarietà - i geni responsabili della formazione delle caratteristiche e delle proprietà dell'organismo.
Variabilità- la proprietà degli organismi viventi di esistere in varie forme. La variazione può essere realizzata in singoli organismi o cellule nel corso dello sviluppo individuale o all'interno di un gruppo di organismi in una serie di generazioni durante la riproduzione sessuale o asessuata.
Irritabilità sono le risposte specifiche degli organismi ai cambiamenti nell'ambiente. Rispondendo all'influenza dei fattori ambientali con una reazione attiva di irritabilità, gli organismi interagiscono con l'ambiente e si adattano ad esso, il che li aiuta a sopravvivere. Le manifestazioni di irritabilità possono essere diverse: la mobilità degli animali nel procurarsi il cibo, nella protezione da condizioni avverse, in pericolo; movimenti di crescita orientati (tropismi) di piante e funghi verso la luce, alla ricerca di nutrimento minerale, ecc.
Dipendenza energetica. Tutti gli organismi hanno bisogno di energia per l'attuazione dei processi vitali, per il movimento, per mantenere il loro ordine, per la riproduzione. Nella maggior parte dei casi, gli organismi utilizzano l'energia solare per questo: alcuni direttamente sono autotrofi (piante verdi e cianobatteri), altri indirettamente, sotto forma di sostanze organiche del cibo consumato, sono eterotrofi (animali, funghi, batteri e virus). Su questa base vengono considerati tutti i sistemi viventi sistemi aperti, stabilmente esistente in condizioni di continuo afflusso di materia ed energia dall'ambiente esterno e la rimozione di alcuni di essi dopo l'uso da parte del biosistema nell'ambiente esterno.
discrezione(lat. discreto- "diviso", "isolato") e integrità. Tutti gli organismi sono relativamente isolati gli uni dagli altri e rappresentano individui, popolazioni, specie e altri biosistemi ben distinti. La discrezione è la discontinuità della struttura di qualsiasi sistema vivente, cioè la possibilità della sua divisione in componenti separate. L'integrità è l'unità strutturale e funzionale di un sistema vivente, i cui singoli elementi funzionano come un tutto unico.
Ritmo sono cambiamenti periodicamente ricorrenti nell'intensità e nella natura dei processi e dei fenomeni biologici.
Il ritmo si basa sui ritmi biologici, che possono avere un periodo corrispondente a un giorno solare (24 ore), un giorno lunare (12,4 o 24,8 ore), un mese lunare (29,53 giorni) e un anno astronomico.
Gli organismi nel corso della loro esistenza producono un'azione di formazione dell'ambiente di grande importanza. Ad esempio, i lombrichi sono coinvolti nella formazione del suolo e ne aumentano la fertilità; le piante arricchiscono l'atmosfera di ossigeno, forniscono la ritenzione della neve, regolano il livello delle acque sotterranee, creano le condizioni necessarie per la loro esistenza e per l'insediamento di organismi di altre specie. Pertanto, gli esseri viventi dipendono dall'ambiente, si adattano all'esistenza in esso. Allo stesso tempo, l'ambiente stesso cambia a causa dell'attività vitale degli organismi.
Gli esseri viventi sono anche caratterizzati da determinati ritmi dei processi vitali, a seconda delle dinamiche quotidiane e stagionali dei cambiamenti delle condizioni meteorologiche e climatiche sulla Terra.
Tutti questi criteri nella loro totalità, caratteristici solo per la fauna selvatica, consentono di separare nettamente il mondo vivente da quello inanimato.
L'unicità della vita sta nel fatto che è sorta sulla Terra stessa come risultato di trasformazioni geochimiche a lungo termine (uno stadio dell'evoluzione chimica nella storia del nostro pianeta). Una volta sorta, la vita da esseri viventi unicellulari primitivi nel corso di un lungo sviluppo storico (lo stadio dell'evoluzione biologica) ha raggiunto un alto grado di complessità e ha acquisito una varietà sorprendentemente ampia delle sue forme.
Pertanto, la vita è una forma speciale del movimento della materia, espressa nell'interazione cumulativa delle proprietà universali degli organismi.
Come possiamo vedere, la moderna comprensione della vita, insieme alle sue caratteristiche tradizionali (metabolismo, crescita, sviluppo, riproduzione, ereditarietà, irritabilità, ecc.), include proprietà come l'ordine, la discrezione e la stabilità dinamica. Allo stesso tempo, quando si caratterizza il fenomeno della vita, si dovrebbe tener conto della sua diversità e multi-qualità, poiché è rappresentata sul nostro pianeta da biosistemi di varia complessità - dai livelli di organizzazione molecolare e cellulare a quelli sopra-organismi ( biogeocenotico e biosferico).
Un organismo vivente è l'argomento principale studiato da una scienza come la biologia. È formato da cellule, organi e tessuti. Un organismo vivente è uno che ha una serie di caratteristiche caratteristiche. Respira e mangia, si muove o si muove e ha anche prole.
Scienza di vita
Il termine "biologia" è stato introdotto da J.B. Lamarck - un naturalista francese - nel 1802. Più o meno nello stesso periodo e indipendentemente da lui, il botanico tedesco G.R. ha dato un tale nome alla scienza del mondo vivente. Trevirano.
Numerosi rami della biologia considerano la diversità non solo degli organismi attualmente esistenti, ma anche già estinti. Ne studiano l'origine e i processi evolutivi, la struttura e la funzione, nonché lo sviluppo individuale e le relazioni con l'ambiente e tra di loro.
Le sezioni di biologia considerano modelli particolari e generali che sono inerenti a tutti gli esseri viventi in tutte le proprietà e manifestazioni. Questo vale per la riproduzione, il metabolismo, l'ereditarietà, lo sviluppo e la crescita.
L'inizio della fase storica
I primi organismi viventi sul nostro pianeta differivano significativamente nella loro struttura da quelli attualmente esistenti. Erano incomparabilmente più semplici. Durante l'intero stadio della formazione della vita sulla Terra, ha contribuito al miglioramento della struttura degli esseri viventi, che ha permesso loro di adattarsi alle condizioni del mondo circostante.
Nella fase iniziale, gli organismi viventi in natura mangiavano solo componenti organici derivanti dai carboidrati primari. All'alba della loro storia, sia gli animali che le piante erano le più piccole creature unicellulari. Erano simili alle odierne amebe, alghe blu-verdi e batteri. Nel corso dell'evoluzione iniziarono ad apparire organismi multicellulari, che erano molto più diversi e più complessi dei loro predecessori.
Composizione chimica
Un organismo vivente è un organismo formato da molecole di sostanze inorganiche e organiche.
Il primo di questi componenti è l'acqua, così come i sali minerali. Nelle cellule degli organismi viventi si trovano grassi e proteine, acidi nucleici e carboidrati, ATP e molti altri elementi. Vale la pena notare che gli organismi viventi nella loro composizione contengono gli stessi componenti degli oggetti, la differenza principale sta nel rapporto tra questi elementi. Gli organismi viventi sono quei novantotto per cento della cui composizione è idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto.
Classificazione
Il mondo organico del nostro pianeta oggi conta quasi un milione e mezzo di diverse specie animali, mezzo milione di specie vegetali e dieci milioni di microrganismi. Tale diversità non può essere studiata senza la sua sistematizzazione dettagliata. La classificazione degli organismi viventi fu sviluppata per la prima volta dal naturalista svedese Carl Linnaeus. Ha basato il suo lavoro sul principio gerarchico. L'unità di sistematizzazione era la specie, il cui nome si proponeva di dare solo in latino.
La classificazione degli organismi viventi utilizzata nella biologia moderna indica i legami familiari e le relazioni evolutive dei sistemi organici. Allo stesso tempo, il principio della gerarchia è preservato.
La totalità degli organismi viventi che hanno un'origine comune, lo stesso set cromosomico, adattati a condizioni simili, che vivono in una certa area, si incrociano liberamente e producono prole capace di riprodursi, è una specie.
C'è un'altra classificazione in biologia. Questa scienza divide tutti gli organismi cellulari in gruppi secondo la presenza o l'assenza di un nucleo formato. Questo
Il primo gruppo è rappresentato da organismi primitivi privi di nucleare. Nelle loro cellule spicca una zona nucleare, ma contiene solo una molecola. Questi sono batteri.
I veri rappresentanti nucleari del mondo organico sono gli eucarioti. Le cellule degli organismi viventi di questo gruppo hanno tutti i principali componenti strutturali. Anche il loro nucleo è chiaramente definito. Questo gruppo comprende animali, piante e funghi.
La struttura degli organismi viventi può essere non solo cellulare. La biologia studia altre forme di vita. Questi includono organismi non cellulari, come virus e batteriofagi.
Classi di organismi viventi
Nella sistematica biologica esiste un grado di classificazione gerarchica, che gli scienziati considerano uno dei principali. Distingue classi di organismi viventi. I principali includono quanto segue:
batteri;
Animali;
Impianti;
Alga marina.
Descrizione delle classi
Un batterio è un organismo vivente. È un organismo unicellulare che si riproduce per divisione. La cellula di un batterio è racchiusa in un guscio e ha un citoplasma.
I funghi appartengono alla prossima classe di organismi viventi. In natura esistono circa cinquantamila specie di questi rappresentanti del mondo organico. Tuttavia, i biologi hanno studiato solo il cinque percento del loro totale. È interessante notare che i funghi condividono alcune caratteristiche sia delle piante che degli animali. Un ruolo importante degli organismi viventi di questa classe risiede nella capacità di decomporre il materiale organico. Ecco perché i funghi si trovano in quasi tutte le nicchie biologiche.
Il mondo animale vanta una grande diversità. I rappresentanti di questa classe possono essere trovati in aree dove, a quanto pare, non ci sono condizioni per l'esistenza.
Gli animali a sangue caldo sono la classe più organizzata. Hanno preso il nome dal modo in cui nutrono la loro prole. Tutti i rappresentanti dei mammiferi sono divisi in ungulati (giraffa, cavallo) e carnivori (volpe, lupo, orso).
I rappresentanti del mondo animale sono insetti. Ce ne sono un numero enorme sulla Terra. Nuotano e volano, strisciano e saltano. Molti degli insetti sono così piccoli che non sono nemmeno in grado di resistere alla tensione dell'acqua.
Anfibi e rettili furono tra i primi vertebrati che arrivarono sulla terraferma in tempi storici lontani. Fino ad ora, la vita dei rappresentanti di questa classe è legata all'acqua. Quindi, l'habitat degli adulti è la terraferma e la loro respirazione viene effettuata dai polmoni. Le larve respirano attraverso le branchie e nuotano nell'acqua. Attualmente sulla Terra ci sono circa settemila specie di questa classe di organismi viventi.
Gli uccelli sono rappresentanti unici della fauna del nostro pianeta. Infatti, a differenza di altri animali, sono in grado di volare. Quasi ottomilaseicento specie di uccelli vivono sulla Terra. I rappresentanti di questa classe sono caratterizzati da piumaggio e deposizione delle uova.
I pesci appartengono a un enorme gruppo di vertebrati. Vivono in corpi idrici e hanno pinne e branchie. I biologi dividono i pesci in due gruppi. Questi sono cartilagine e ossa. Attualmente ci sono circa ventimila diversi tipi di pesce.
All'interno della classe delle piante c'è la sua gradazione. I rappresentanti della flora sono divisi in dicotiledoni e monocotiledoni. Nel primo di questi gruppi, il seme contiene un embrione costituito da due cotiledoni. Puoi identificare i rappresentanti di questa specie dalle foglie. Sono trafitti da una rete di vene (mais, barbabietole). L'embrione ha un solo cotiledone. Sulle foglie di tali piante le vene sono disposte in parallelo (cipolle, grano).
La classe delle alghe comprende più di trentamila specie. Queste sono piante di spore acquatiche che non hanno vasi, ma hanno clorofilla. Questo componente contribuisce all'attuazione del processo di fotosintesi. Le alghe non formano semi. La loro riproduzione avviene per via vegetativa o per spore. Questa classe di organismi viventi differisce dalle piante superiori in assenza di steli, foglie e radici. Hanno solo il cosiddetto corpo, che si chiama tallo.
Funzioni inerenti agli organismi viventi
Cosa è fondamentale per qualsiasi rappresentante del mondo organico? Questa è l'implementazione dei processi di scambio di energia e materia. In un organismo vivente, c'è una costante trasformazione di varie sostanze in energia, nonché cambiamenti fisici e chimici.
Questa funzione è una condizione indispensabile per l'esistenza di un organismo vivente. È grazie al metabolismo che il mondo degli esseri organici differisce da quello inorganico. Sì, negli oggetti inanimati ci sono anche cambiamenti nella materia e la trasformazione dell'energia. Tuttavia, questi processi hanno le loro differenze fondamentali. Il metabolismo che si verifica negli oggetti inorganici li distrugge. Allo stesso tempo, gli organismi viventi senza processi metabolici non possono continuare la loro esistenza. La conseguenza del metabolismo è il rinnovamento del sistema organico. La cessazione dei processi metabolici comporta la morte.
Le funzioni di un organismo vivente sono molteplici. Ma tutti sono direttamente correlati ai processi metabolici che si svolgono in esso. Questo può essere crescita e riproduzione, sviluppo e digestione, nutrizione e respirazione, reazioni e movimento, escrezione di prodotti di scarto e secrezione, ecc. La base di qualsiasi funzione del corpo è un insieme di processi di trasformazione di energia e sostanze. Inoltre, questo è ugualmente rilevante per le capacità di entrambi i tessuti, cellule, organi e l'intero organismo.
Il metabolismo nell'uomo e negli animali comprende i processi di nutrizione e digestione. Nelle piante, viene effettuato con l'aiuto della fotosintesi. Un organismo vivente nell'attuazione del metabolismo si rifornisce delle sostanze necessarie all'esistenza.
Un'importante caratteristica distintiva degli oggetti del mondo organico è l'uso di fonti di energia esterne. Un esempio di questo è la luce e il cibo.
Proprietà inerenti agli organismi viventi
Ogni unità biologica ha nella sua composizione elementi separati che, a loro volta, formano un sistema inestricabilmente collegato. Ad esempio, nell'aggregato, tutti gli organi e le funzioni di una persona rappresentano il suo corpo. Le proprietà degli organismi viventi sono diverse. Oltre a un'unica composizione chimica e alla possibilità di attuare processi metabolici, gli oggetti del mondo organico sono in grado di organizzarsi. Alcune strutture sono formate dal movimento molecolare caotico. Questo crea un certo ordine nel tempo e nello spazio per tutti gli esseri viventi. L'organizzazione strutturale è un intero complesso dei più complessi processi di autoregolazione che procedono in un certo ordine. Ciò consente di mantenere la costanza dell'ambiente interno al livello richiesto. Ad esempio, l'ormone insulina riduce la quantità di glucosio nel sangue quando è in eccesso. Con una mancanza di questo componente, viene rifornito di adrenalina e glucagone. Inoltre, gli organismi a sangue caldo hanno numerosi meccanismi di termoregolazione. Questa è l'espansione dei capillari della pelle e un'intensa sudorazione. Come puoi vedere, questa è una funzione importante che il corpo svolge.
Anche le proprietà degli organismi viventi, caratteristiche solo del mondo organico, sono incluse nel processo di auto-riproduzione, perché l'esistenza di qualsiasi ha un limite di tempo. Solo l'autoriproduzione può sostenere la vita. Questa funzione si basa sul processo di formazione di nuove strutture e molecole, a causa delle informazioni che sono incorporate nel DNA. L'autoriproduzione è indissolubilmente legata all'ereditarietà. Dopotutto, ciascuno degli esseri viventi dà alla luce la propria specie. Attraverso l'ereditarietà, gli organismi viventi trasmettono le loro caratteristiche, proprietà e segni di sviluppo. Questa proprietà è dovuta alla costanza. Esiste nella struttura delle molecole di DNA.
Un'altra proprietà caratteristica degli organismi viventi è l'irritabilità. I sistemi organici reagiscono sempre ai cambiamenti interni ed esterni (impatti). Per quanto riguarda l'irritabilità del corpo umano, è indissolubilmente legata alle proprietà inerenti al tessuto muscolare, nervoso e ghiandolare. Questi componenti sono in grado di dare impulso alla risposta dopo la contrazione muscolare, la partenza di un impulso nervoso, nonché la secrezione di varie sostanze (ormoni, saliva, ecc.). E se un organismo vivente viene privato del sistema nervoso? Le proprietà degli organismi viventi sotto forma di irritabilità si manifestano in questo caso con il movimento. Ad esempio, i protozoi lasciano soluzioni in cui la concentrazione di sale è troppo alta. Per quanto riguarda le piante, sono in grado di modificare la posizione dei germogli in modo da assorbire il più possibile la luce.
Qualsiasi sistema vivente può rispondere all'azione di uno stimolo. Questa è un'altra proprietà degli oggetti del mondo organico: l'eccitabilità. Questo processo è fornito da muscoli e tessuti ghiandolari. Una delle reazioni finali dell'eccitabilità è il movimento. La capacità di muoversi è una proprietà comune di tutti gli esseri viventi, nonostante esternamente alcuni organismi ne siano privati. Dopotutto, il movimento del citoplasma si verifica in qualsiasi cellula. Anche gli animali attaccati si muovono. Nelle piante si osservano movimenti di crescita dovuti ad un aumento del numero di cellule.
Habitat
L'esistenza di oggetti del mondo organico è possibile solo a determinate condizioni. Una parte dello spazio circonda invariabilmente un organismo vivente o un intero gruppo. Questo è l'habitat.
Nella vita di qualsiasi organismo, i componenti organici e inorganici della natura svolgono un ruolo significativo. Hanno un effetto su di lui. Gli organismi viventi sono costretti ad adattarsi alle condizioni esistenti. Quindi, alcuni degli animali possono vivere nell'estremo nord a temperature molto basse. Altri sono in grado di esistere solo ai tropici.
Ci sono diversi habitat sul pianeta Terra. Tra questi ci sono:
Terra-acqua;
terra;
suolo;
Organismo vivente;
Terra-aria.
Il ruolo degli organismi viventi in natura
La vita sul pianeta Terra esiste da tre miliardi di anni. E durante tutto questo tempo gli organismi si sono sviluppati, sono cambiati, si sono stabiliti e allo stesso tempo hanno influenzato il loro ambiente.
L'influenza dei sistemi organici sull'atmosfera ha causato la comparsa di più ossigeno. Ciò ha ridotto significativamente la quantità di anidride carbonica. Le piante sono la principale fonte di produzione di ossigeno.
Sotto l'influenza degli organismi viventi, anche la composizione delle acque dell'Oceano Mondiale è cambiata. Alcune rocce sono di origine organica. Anche i minerali (petrolio, carbone, calcare) sono il risultato del funzionamento degli organismi viventi. In altre parole, gli oggetti del mondo organico sono un potente fattore che trasforma la natura.
Gli organismi viventi sono una sorta di indicatore che indica la qualità dell'ambiente umano. Sono collegati da processi complessi con vegetazione e suolo. Con la perdita di almeno un singolo anello di questa catena, si verificherà uno squilibrio del sistema ecologico nel suo insieme. Ecco perché è importante che la circolazione di energia e sostanze sul pianeta preservi tutta la diversità esistente dei rappresentanti del mondo organico.
L'isolamento delle proprietà generali degli organismi viventi consentirà di distinguere in modo inequivocabile i viventi dai non viventi. Non esiste una definizione esatta di cosa sia la vita o un organismo vivente, quindi il vivente è identificato da un complesso delle sue proprietà, o segni.
A differenza dei corpi di natura inanimata, gli organismi viventi differiscono nella complessità della loro struttura e funzionalità. Ma se consideriamo ciascuna proprietà separatamente, allora alcune di esse in una forma o nell'altra possono essere osservate nella natura inanimata. Ad esempio, anche i cristalli possono crescere. Pertanto, la totalità delle proprietà degli organismi viventi è così importante.
A prima vista, la diversità osservata degli organismi rende difficile identificare le loro proprietà e caratteristiche comuni. Tuttavia, con lo sviluppo storico delle scienze biologiche, divennero evidenti molti modelli generali di vita osservati in gruppi di organismi completamente diversi.
Oltre alle proprietà degli esseri viventi elencate di seguito, spesso sono anche isolati unità di composizione chimica(la somiglianza in tutti gli organismi e la differenza nei rapporti degli elementi tra viventi e non viventi), discrezione(gli organismi sono costituiti da cellule, le specie sono costituite da individui, ecc.), partecipazione al processo di evoluzione, interazione degli organismi tra loro, mobilità, ritmo e così via.
Non esiste un elenco univoco di segni di un essere vivente, questa è in parte una domanda filosofica. Spesso, evidenziando una proprietà, la seconda diventa la sua conseguenza. Ci sono segni di vita, costituiti da un numero di altri. Inoltre, le proprietà degli esseri viventi sono strettamente interconnesse e questa interdipendenza insieme dà un fenomeno naturale così unico come la vita.
Il metabolismo è la proprietà principale della vita
Tutti gli organismi viventi scambiano sostanze con l'ambiente: alcune sostanze entrano nel corpo dall'ambiente, altre vengono rilasciate nell'ambiente dal corpo. Questo caratterizza l'organismo come un sistema aperto (anche il flusso attraverso il sistema di energia e informazione). La presenza di un metabolismo selettivo indica che l'organismo è vivo.
Il metabolismo nel corpo stesso include due processi opposti, ma interconnessi ed equilibrati: assimilazione (anabolismo) e dissimilazione (catabolismo). Ciascuno di essi è costituito da numerose reazioni chimiche, combinate e ordinate in cicli e catene di trasformazione di una sostanza in un'altra.
Come risultato dell'assimilazione, le strutture del corpo si formano e si aggiornano grazie alla sintesi delle sostanze organiche complesse necessarie da sostanze organiche più semplici e inorganiche. Come risultato della dissimilazione, si verifica la scissione delle sostanze organiche, mentre si formano sostanze più semplici necessarie per l'assimilazione del corpo e anche l'energia viene immagazzinata nelle molecole di ATP.
Il metabolismo richiede un afflusso di sostanze dall'esterno e un certo numero di prodotti di dissimilazione non trovano impiego nel corpo e devono essere rimossi da esso.
Tutti gli organismi viventi in qualche modo mangiare. Il cibo funge da fonte di sostanze ed energia necessarie. Le piante si nutrono del processo di fotosintesi. Animali e funghi assorbono le sostanze organiche di altri organismi, dopodiché le scompongono in componenti più semplici, da cui sintetizzano le loro sostanze.
È comune per gli organismi viventi selezione un certo numero di sostanze (negli animali, questi sono principalmente i prodotti di decomposizione delle proteine - composti azotati), che sono i prodotti finali del metabolismo.
Un esempio di un processo di assimilazione è la sintesi proteica da amminoacidi. Un esempio di dissimilazione è l'ossidazione della materia organica con la partecipazione dell'ossigeno, con conseguente formazione di anidride carbonica (CO 2) e acqua, che vengono escrete dal corpo (si può usare l'acqua).
Dipendenza energetica dei viventi
Per l'attuazione dei processi vitali, gli organismi hanno bisogno di un afflusso di energia. Negli organismi eterotrofi, entra con il cibo, cioè il loro metabolismo e il flusso di energia sono collegati. Durante la scomposizione dei nutrienti, l'energia viene rilasciata, immagazzinata in altre sostanze, e una parte viene dissipata sotto forma di calore.
Le piante sono autotrofi e ricevono l'energia iniziale dal Sole (catturano la sua radiazione). Questa energia va alla sintesi delle sostanze organiche primarie (in cui è immagazzinata) da quelle inorganiche. Ciò non significa che nelle piante non avvengano reazioni chimiche di decomposizione (dissimilazione) di sostanze organiche per ottenere energia. Tuttavia, le piante non ricevono materia organica dall'esterno attraverso la nutrizione. Lei è completamente "loro".
L'energia va a sostenere l'ordine, la strutturazione degli organismi viventi, che è importante per il verificarsi di numerose reazioni chimiche in essi. L'opposizione all'entropia è una proprietà importante dei viventi.
Respiro- Questo è un processo caratteristico degli organismi viventi, a seguito del quale si verifica la scissione di composti ad alta energia. L'energia rilasciata in questo processo viene immagazzinata nell'ATP.
Nella natura inanimata (quando i processi sono lasciati al caso), la strutturazione dei sistemi prima o poi si perde. In questo caso si stabilisce l'uno o l'altro equilibrio (ad esempio, un corpo caldo cede calore ad altri, la temperatura dei corpi si equalizza). Meno ordine, più entropia. Se il sistema è chiuso e ci sono processi che non si bilanciano tra loro, allora l'entropia aumenta (la seconda legge della termodinamica). Gli organismi viventi hanno la capacità di ridurre l'entropia mantenendo la struttura interna a causa dell'afflusso di energia dall'esterno.
Ereditarietà e variabilità come proprietà del vivente
L'auto-rinnovamento delle strutture degli organismi viventi, così come la riproduzione (auto-riproduzione) degli organismi, si basa sull'ereditarietà, che è associata alle caratteristiche delle molecole di DNA. Allo stesso tempo, nel DNA possono comparire cambiamenti che portano alla variabilità degli organismi e forniscono la possibilità del processo evolutivo. Pertanto, gli organismi viventi hanno informazioni genetiche (biologiche), che possono anche essere designate come la caratteristica principale ed esclusiva dei viventi.
Nonostante la capacità di auto-rinnovamento, non è eterna negli organismi. La durata della vita di un individuo è limitata. Tuttavia, i vivi rimangono immortali durante il processo allevamento che può essere sessuale o asessuato. In questo caso si ereditano i tratti dei genitori trasmettendone il DNA ai discendenti.
Le informazioni biologiche vengono registrate utilizzando uno speciale codice genetico universale per tutti gli organismi sulla Terra, che può indicare l'unità dell'origine degli esseri viventi.
Il codice genetico è immagazzinato e implementato in polimeri biologici: DNA, RNA, proteine. Tali molecole complesse sono anche una caratteristica dei viventi.
Le informazioni immagazzinate nel DNA, quando trasferite alle proteine, sono espresse per gli organismi viventi in proprietà come il loro genotipo e fenotipo. Tutti gli organismi li hanno.
Crescita e sviluppo - proprietà degli organismi viventi
La crescita e lo sviluppo sono le proprietà degli organismi viventi realizzati nel processo della loro ontogenesi (sviluppo individuale). La crescita è un aumento delle dimensioni e del peso del corpo mantenendo il piano generale della struttura. Nel processo di sviluppo l'organismo cambia, acquisisce nuove caratteristiche e funzionalità, altre possono perdersi. Cioè, come risultato dello sviluppo, sorge un nuovo stato qualitativo. Negli organismi viventi, la crescita è solitamente accompagnata da sviluppo (o sviluppo da crescita). Lo sviluppo è diretto e irreversibile.
Oltre allo sviluppo individuale, si distingue lo sviluppo storico della vita sulla Terra, che è accompagnato dalla formazione di nuove specie e dalla complicazione delle forme di vita.
Sebbene la crescita possa essere osservata anche in natura inanimata (ad esempio, nei cristalli o nelle stalagmiti delle caverne), il suo meccanismo negli organismi viventi è diverso. Nella natura inanimata, la crescita avviene semplicemente attaccando una sostanza alla superficie esterna. Gli organismi viventi crescono a spese dei nutrienti ingeriti. Allo stesso tempo, non tanto le cellule stesse aumentano in esse, ma il loro numero aumenta.
Irritabilità e autoregolazione
Gli organismi viventi hanno la capacità di cambiare il loro stato entro certi limiti a seconda delle condizioni dell'ambiente esterno e interno. Nel processo di evoluzione, le specie hanno sviluppato vari modi di registrare i parametri ambientali (tra l'altro attraverso gli organi di senso) e di rispondere a vari stimoli.
L'irritabilità degli organismi viventi è selettiva, cioè reagiscono solo a ciò che è importante per la loro sopravvivenza.
L'irritabilità è alla base dell'autoregolazione del corpo, che, a sua volta, ha un valore adattativo. Quindi, con un aumento della temperatura corporea nei mammiferi, i vasi sanguigni si espandono, emettendo calore nell'ambiente in quantità maggiori. Di conseguenza, la temperatura dell'animale viene normalizzata.
Negli animali superiori, molte reazioni agli stimoli esterni dipendono da un comportamento abbastanza complesso.
I sistemi viventi hanno caratteristiche comuni:
1. unità di composizione chimica testimonia l'unità e la connessione della materia vivente e inanimata.
Esempio:
la composizione degli organismi viventi include gli stessi elementi chimici degli oggetti di natura inanimata, ma in diversi rapporti quantitativi (cioè, gli organismi viventi hanno la capacità di accumulare e assorbire selettivamente elementi). Più del \(90\)% della composizione chimica ricade su quattro elementi: C, O, N, H, che sono coinvolti nella formazione di molecole organiche complesse (proteine, acidi nucleici, carboidrati, lipidi).
2. Struttura cellulare (Unità di organizzazione strutturale). Tutti gli organismi sulla terra sono costituiti da cellule. Non c'è vita fuori dalla cella.
3. Metabolismo (apertura dei sistemi viventi). Tutti gli organismi viventi sono "sistemi aperti".
Apertura del sistema- una proprietà di tutti i sistemi viventi associata a un costante apporto di energia dall'esterno e alla rimozione dei prodotti di scarto (un organismo è vivo mentre scambia sostanze ed energia con l'ambiente).
Metabolismo: un insieme di trasformazioni biochimiche che si verificano nel corpo e in altri biosistemi.
Il metabolismo consiste in due processi correlati: la sintesi di sostanze organiche (assimilazione) nel corpo (dovuta a fonti energetiche esterne - luce e cibo) e il processo di decomposizione di sostanze organiche complesse (dissimilazione) con il rilascio di energia, che viene quindi consumato dal corpo. Il metabolismo assicura la costanza della composizione chimica in condizioni ambientali in continuo cambiamento.
4. Auto-gioco (riproduzione)- la capacità dei sistemi viventi di riprodurre i propri simili. La capacità di auto-riprodursi è la proprietà più importante di tutti gli organismi viventi. Si basa sul processo di duplicazione delle molecole di DNA con successiva divisione cellulare.
5. Autoregolazione (omeostasi)- mantenere la costanza dell'ambiente interno del corpo in condizioni ambientali in continuo cambiamento. Qualsiasi organismo vivente garantisce il mantenimento dell'omeostasi (la costanza dell'ambiente interno del corpo). La persistente violazione dell'omeostasi porta alla morte del corpo.
6. Sviluppo e crescita. Lo sviluppo del vivente è rappresentato dallo sviluppo individuale dell'organismo (ontogenesi) e dallo sviluppo storico della natura vivente (filogenesi).
- Nel processo di sviluppo individuale, le proprietà individuali dell'organismo si manifestano gradualmente e in modo coerente e viene effettuata la sua crescita (tutti gli organismi viventi crescono durante la loro vita).
- Il risultato dello sviluppo storico è una generale progressiva complicazione della vita e di tutta la diversità degli organismi viventi sulla Terra. Lo sviluppo è inteso sia come sviluppo individuale che come sviluppo storico.
7. Irritabilità- la capacità del corpo di rispondere selettivamente a stimoli esterni ed interni (riflessi negli animali; tropismi, taxis e nastia nelle piante).
8. Ereditarietà e variabilità sono fattori di evoluzione, perché producono materiale per la selezione.
- Variabilità- la capacità degli organismi di acquisire nuove caratteristiche e proprietà a seguito dell'influenza dell'ambiente esterno e / o dei cambiamenti nell'apparato ereditario (molecole del DNA).
- Eredità- la capacità di un organismo di trasmettere le proprie caratteristiche alle generazioni successive.
9. Capacità di adattamento- nel processo di sviluppo storico e sotto l'influenza della selezione naturale, gli organismi acquisiscono adattamenti alle condizioni ambientali (adattamento). Gli organismi che non hanno gli adattamenti necessari muoiono.
10. Integrità (continuità) E discretezza (discontinuità). La vita è integrale e allo stesso tempo discreta. Questo modello è insito sia nella struttura che nella funzione.
Qualsiasi organismo è un sistema integrale, che allo stesso tempo è costituito da unità discrete: strutture cellulari, cellule, tessuti, organi, sistemi di organi. Il mondo organico è integrale, poiché tutti gli organismi e i processi che si verificano in esso sono interconnessi. Allo stesso tempo, è discreto, poiché è composto da singoli organismi.
Alcune delle proprietà sopra elencate possono anche essere inerenti alla natura inanimata.
Esempio:
gli organismi viventi sono caratterizzati dalla crescita, ma crescono anche i cristalli! Sebbene questa crescita non abbia quei parametri qualitativi e quantitativi che sono inerenti alla crescita di un essere vivente.
Esempio:
una candela accesa è caratterizzata dai processi di scambio e trasformazione di energia, ma non è capace di autoregolazione e auto-riproduzione.
La biologia è una scienza che studia la vita in tutte le direzioni e le proprietà generali degli esseri viventi.
Secondo Engels, la vita è un modo di esistere dei corpi proteici, il cui momento essenziale è yavl. un costante scambio di sostanze con l'ambiente, al termine del quale cessa la vita, che porta alla scomposizione delle proteine.
Definizione moderna: i corpi viventi che esistono sulla Terra sono sistemi aperti autoregolanti e autoriproducenti costruiti da biopolimeri - proteine e acidi nucleici.
Gli organismi viventi sono caratterizzati da proprietà che li distinguono dagli oggetti di natura inanimata:
1. determinata composizione chimica.
Gli organismi viventi contengono gli stessi elementi chimici degli oggetti inanimati, ma in proporzioni diverse. Su 100 elementi, ne servono 20. Si distinguono gli elementi obbligatori (organogeni): idrogeno, carbonio, ossigeno, azoto.
Sono importanti anche sodio, potassio, calcio, magnesio, zolfo, fosforo. Tutti gli organismi sono costituiti da proteine, grassi, carboidrati e acidi nucleici.
2. La presenza di una struttura cellulare (tranne i batteri).
Una cellula è un'unità strutturale e funzionale del vivente.
3. Metabolismo e dipendenza energetica.
Un organismo vivente è un sistema aperto e stabile che, quando l'energia viene fornita dall'esterno, è in equilibrio dinamico.
4. La capacità di autoregolarsi.
L'omeostasi è la capacità di mantenere la costanza delle proprietà chimiche e fisiche.
Indicatori dell'omeostasi: temperatura, pressione, quantità di acqua, energia, velocità dei processi metabolici.
Nei tessuti, l'indicatore dell'omeostasi è il numero di cellule.
Negli organi - l'intensità del lavoro.
Nelle popolazioni, il rapporto tra gruppi di età e composizione sessuale.
5. La capacità di riprodursi.
UN. Riproduzione della propria specie.
B. Trasferimento di informazioni ereditarie.
C. Il principale vettore di informazioni yavl. cromosomi.
6. Eredità.
L'ereditarietà è la capacità degli organismi viventi di trasmettere tratti e proprietà di generazione in generazione utilizzando DNA e RNA. I modelli sono studiati dalla genetica. Mendel ha suggerito che i tratti sono determinati dai geni. Un gene è una sezione di una molecola di DNA che codifica per la struttura primaria di una proteina.
Gene - proteina - segno.
7. Variabilità.
La variabilità è la capacità degli organismi viventi di acquisire nuove caratteristiche e proprietà nel processo di sviluppo individuale. La variazione crea materiale per la selezione naturale.
8. Sviluppo individuale.
L'ontogenesi è il processo di sviluppo individuale di un organismo dal momento della fecondazione al momento della morte. Lo sviluppo è accompagnato dalla crescita, la durata della crescita è limitata dai processi di invecchiamento.
Io. Proentogenesi-gametogenesi, fecondazione.
Io. Il periodo embrionale è la nascita.
ΙΙΙ. Postembrionale - giovanile, stadio di maturità, stadio di vecchiaia.
9. Sviluppo storico.
Filogenesi: lo sviluppo storico del mondo; sviluppo irreversibile e diretto della fauna selvatica, accompagnato dall'emergere di nuove specie e dalla progressiva complicazione della vita. Tutta la diversità delle specie vegetali e animali è il risultato dell'evoluzione.
10. Irritabilità.
L'irritabilità è la capacità degli organismi viventi di rispondere a stimoli esterni e interni con reazioni specifiche.
fototropismo (rotazione delle foglie verso il sole);
geotropismo (crescita dell'apice della radice rispetto al centro della Terra);
taxi (movimento unidirezionale VERSO o DALLA fonte di irritazione);
riflesso (la proprietà del corpo di rispondere all'azione degli stimoli con la partecipazione obbligatoria del sistema nervoso).
11. Movimento.
Gli organismi possono muoversi in vari modi:
UN. Ameboide - con l'aiuto di pseudopodi (ameba comune, leucociti);
B. Reattivo - sparando un getto d'acqua (meduse, cefalopodi);
C. Ciliare - con l'aiuto delle ciglia - escrescenze cellulari circondate da un citolemma (scarpa ciliata).
D. Flagello - con l'aiuto di un flagello - una crescita di una cellula circondata da un citolemma, ma più lunga di una ciglia (euglena verde, Volvox, sperma).
e. Con l'aiuto dei muscoli contrattili.
12. Ritmo.
Il ritmo è la ripetizione degli stati del corpo per un periodo di tempo in risposta ai cambiamenti nell'ambiente esterno. Bioritmi (ectogeni - esterni; endogeni - interni).
13. integrità e discrezione.
Da un lato, la natura vivente è integrale, organizzata, soggetta a determinate leggi. D'altra parte, la natura è discreta, cioè Qualsiasi sistema biologico è costituito da elementi isolati, ma strettamente correlati.
Il principio di discrezione ha costituito la base delle idee sul livello di organizzazione della materia vivente.
Livelli di organizzazione della natura vivente.
Il livello di organizzazione della natura vivente è il posto funzionale di un dato sistema biologico di un certo grado di complessità nel sistema generale degli esseri viventi.
Lo sviluppo dei livelli nel processo di origine dal più basso al più alto, con l'avvento di un livello superiore, il precedente non è scomparso, ma ha perso solo il suo ruolo guida, è stato incluso come struttura subordinata o unità funzionale.
Tabella numero 1. Livelli di organizzazione del vivente.
| Nome del livello | Biosistema | concetto | Elementi, arr. sistema. | Scienza |
| Genetica molecolare. (scambio di in-in e trasmissione di informazioni ereditate) | Biopolimeri (proteine, acidi nucleici, polisaccaridi). | Biopolimeri- sostanze organiche complesse con un enorme peso molecolare, costituite da monomeri. | AA, nucleotidi, monosaccaridi | Genetica Mol. Biologia Biochimica Biofisica |
| Cellulare. (eccetto virus) | Cellula | Cellula- unità strutturale e funzionale dell'abitare. | Shell citoplasma nucleo | Citologia |
| Organismico. Sottolivelli subordinati: Organo tissutale. | Tessuto => Organi => Sistemi di organi => Organismo | Tessile- un insieme di celle simili per struttura, origine e che svolgono funzioni comuni. Organo- una parte del corpo che svolge determinate funzioni. Sistema di organi- un numero di organi che hanno un piano strutturale comune, unità di origine e svolgono un'unica grande funzione. organismo- qualsiasi creatura che abbia le proprietà di un essere vivente. | Cellule. Intercellulare in-in. Tessile. Sistemi di organi | Istologia Anatomia Fisiologia |
| livelli sovrarganismi | ||||
| Popolazione-specie. Subordinati: Popolazione Specie | Specie di popolazione | popolazione- un insieme di individui della stessa specie che abitano uno spazio con condizioni omogenee. Visualizzazione- un insieme di popolazioni, i cui individui occupano una certa area, in grado di incrociarsi e produrre prole fertile. | Individui Popolazioni | Ecologia della popolazione |
| Biogeocenotico | Biogeocenosi (comunità di organismi viventi) + Biotopo (sezione di ambiente abiotico) | Biogeocenosi- un insieme di organismi di specie diverse che vivono in un determinato territorio e sono interconnessi da legami spaziali e digestivi. Principale funzione - la circolazione di materia ed energia, che consiste nella trasformazione dell'energia del Sole in tutti i tipi di energia. | Tipi | Ecologia comunitaria |
| biosferico | Biosfera | Biosfera- l'involucro della Terra, abitato da organismi viventi, comprende la parte inferiore dell'atmosfera, l'intera idrosfera e la parte superiore della litosfera. | Biogeocenosi | Ecologia |
Sezione 1.
Fondamenti di citologia. Il concetto di citologia. Oggetto e compito della citologia.
Citologia - una scienza che studia la struttura, la composizione chimica, lo sviluppo e le funzioni, i processi di riproduzione, ripristino e adattamento della cellula alle mutevoli condizioni ambientali.
La citologia, come scienza indipendente, sorse a metà del X secolo con la pubblicazione di teoria cellulare di Schleiden e Schwann (1838-1839). Negli ultimi 20-30 anni si è trasformata da scienza descrittiva in scienza sperimentale.
Il compito della citologia moderna: lo studio della struttura dettagliata delle cellule e del loro funzionamento; studio delle funzioni dei singoli componenti, riproduzione delle cellule e adattamento all'ambiente.
La citologia è la base di numerose scienze (anatomia, istologia, genetica, fisiologia, biochimica, ecologia). La citologia è di grande importanza per la medicina. qualsiasi malattia ha una patologia di cellule specifiche, che è importante per comprendere lo sviluppo della malattia, la diagnosi, il trattamento e la prevenzione.
Storia dello sviluppo della citologia.
Lo sviluppo della citologia è associato alla creazione e al miglioramento di dispositivi ottici che consentono di esaminare e studiare le cellule.
1610 - Lo scienziato olandese Galileo Galilei costruisce il primo microscopio e, dopo il suo miglioramento nel 1924, può essere utilizzato per i primi studi.
1665 - Lo scienziato inglese R. Hooke, usando lenti di ingrandimento, osservò in una sezione sottile di una lastra di sughero e le chiamò cellule.
Nella seconda metà del XV secolo, le descrizioni di Hooke costituirono la base degli studi di anatomia vegetale di Malpighe, che confermarono la teoria di Hooke.
1680 - Lo scienziato olandese Anthony van Leeuwenhoek scopre il mondo degli organismi unicellulari e vede le cellule animali. Ha scoperto e descritto eritrociti, spermatozoi, cellule del muscolo cardiaco.
Ulteriori progressi nello studio della cellula sono associati allo sviluppo della microscopia nel XIX secolo. Le idee sulla struttura delle cellule sono cambiate: non la parete cellulare, ma il citoplasma ha cominciato a essere considerato la cosa principale nell'organizzazione della cellula (Purkinė, 1830).
Negli anni '30 del XΙX secolo, lo scienziato inglese scienziato inglese Brown scoprì il nucleo nelle cellule vegetali e propose il termine "nucleo". Trovato il nucleo nelle cellule di funghi e animali. Queste e altre numerose osservazioni hanno permesso a Schwann di fare una serie di generalizzazioni. Quindi Schwann ha dimostrato che le cellule di piante e animali sono fondamentalmente simili tra loro. Schwann formulò la teoria cellulare, perché. quando ha creato una teoria, ha utilizzato le opere di Schleiden, quindi è anche considerato il creatore della teoria.
