właściwości organizmów żywych. Zdolność organizmów żywych do reagowania na wpływy zewnętrzne jest właściwością wrodzoną i reakcją ochronną. Rezultatem manifestacji której właściwości organizmów żywych
Pojęcie biosystemu. Według współczesnych koncepcji materia żywa istnieje w formie systemy żywe - biosystemy. Przypomnijmy, że system nazywany jest formacją holistyczną, tworzoną przez zestaw elementów, które w naturalny sposób są ze sobą połączone i pełnią specjalne funkcje.
Żywe systemy lub biosystemy to komórki i organizmy, gatunki i populacje, biogeocenozy i biosfera (uniwersalny, globalny biosystem). W tych biosystemach o różnej złożoności życie objawia się szeregiem wspólnych właściwości żywej materii.
Właściwości życia. W biologii od dawna tradycyjnie rozważano właściwości istot żywych na przykładzie takich biosystemów jak organizm.
Wszystkie żywe istoty (zarówno jednokomórkowe, jak i wielokomórkowe) mają następujące charakterystyczne cechy: metabolizm, drażliwość, mobilność, zdolność do wzrostu i rozwoju, rozmnażanie (samoreprodukcja), przekazywanie właściwości z pokolenia na pokolenie, uporządkowanie w strukturze i funkcjach, integralność i dyskrecja (izolacja), zależność energetyczna od środowiska zewnętrznego. Istoty żywe charakteryzują się także specyficznym związkiem między sobą oraz ze środowiskiem, który zapewnia im ruchomą równowagę (stabilność dynamiczną) istnienia w przyrodzie. Te właściwości są uważane za uniwersalne, ponieważ są charakterystyczne dla wszystkich organizmów. Niektóre z tych właściwości mogą występować również w przyrodzie nieożywionej, ale razem są charakterystyczne tylko dla istot żywych. Scharakteryzujmy pokrótce te właściwości.
Jedność składu chemicznego. Organizmy żywe składają się z tych samych pierwiastków chemicznych, co ciała przyrody nieożywionej, ale stosunek tych pierwiastków jest charakterystyczny tylko dla żywych. W systemach żywych około 98% składu chemicznego stanowią cztery pierwiastki chemiczne ( węgiel, tlen, azot i wodór), które wchodzą w skład substancji organicznych, aw ogólnej masie substancji ustrojowych główny udział ma woda (co najmniej 70-85%).
Jedność organizacji strukturalnej. Jednostką struktury, życia, reprodukcji i indywidualnego rozwoju jest komórka. Nie znaleziono życia poza komórką.
Metabolizm i energia to zespół reakcji chemicznych, które zapewniają wejście energii i związków chemicznych do organizmu ze środowiska zewnętrznego, ich przemianę w organizmie i usunięcie z organizmu do środowiska w postaci przetworzonej energii i produktów przemiany materii. Metabolizm i przepływ energii realizuje powiązanie organizmu ze środowiskiem zewnętrznym, które jest warunkiem jego życia.
Powielanie (samopowielanie)- jest to najważniejsza właściwość życia, której istotę w przenośni wyraził Ludwik Pasteur: „Wszystkie żywe istoty pochodzą tylko z żywych istot”. Życie, które raz powstało przez spontaniczne generowanie, odtąd rodzi tylko żywych. Ta właściwość opiera się na wyjątkowej zdolności do samoreprodukcji głównych systemów kontrolnych organizmu: chromosomów, DNA, genów. W tym kontekście dziedziczność jako mechanizm samoreprodukcji jest unikalną właściwością tylko żywych istot. Czasami rozmnażanie żywych organizmów następuje wraz z wprowadzeniem zmian, które powstały w wyniku mutacji. Takie zmiany, które powodują pojawienie się zmienności, mogą dawać pewne odchylenia od stanu początkowego i różnorodności podczas reprodukcji.
Możliwość wzrostu i rozwoju. Wzrost to wzrost masy i wielkości osobnika w wyniku wzrostu masy i liczby komórek. Rozwój jest nieodwracalnym, naturalnie ukierunkowanym procesem zmian jakościowych organizmu od momentu jego narodzin do śmierci. Rozróżnij indywidualny rozwój organizmów lub ontogenezę (gr. onty- „istniejący”; geneza- "pochodzenie"), a rozwój historyczny - ewolucja. Ewolucja to nieodwracalne przekształcenie żywej przyrody, któremu towarzyszy pojawienie się nowych gatunków przystosowanych do nowych warunków środowiskowych.
Dziedziczność- właściwość organizmów żywych do zapewniania ciągłości materialnej i funkcjonalnej między pokoleniami, a także do określania specyfiki rozwoju jednostki w określonych warunkach środowiskowych.
Ta właściwość jest realizowana w procesie przekazywania materialnych jednostek dziedziczności - genów odpowiedzialnych za kształtowanie cech i właściwości organizmu.
Zmienność- właściwość żywych organizmów do istnienia w różnych formach. Zmienność może być realizowana w pojedynczych organizmach lub komórkach w trakcie indywidualnego rozwoju lub w grupie organizmów w serii pokoleń podczas rozmnażania płciowego lub bezpłciowego.
Drażliwość to specyficzne reakcje organizmów na zmiany w środowisku. Reagując na wpływ czynników środowiskowych aktywną reakcją drażliwości, organizmy wchodzą w interakcje ze środowiskiem i przystosowują się do niego, co pomaga im przetrwać. Przejawy drażliwości mogą być różne: mobilność zwierząt w zdobywaniu pożywienia, w ochronie przed niekorzystnymi warunkami, w niebezpieczeństwie; zorientowane ruchy wzrostowe (tropizmy) roślin i grzybów w kierunku światła, w poszukiwaniu składników mineralnych itp.
Zależność energetyczna. Wszystkie organizmy potrzebują energii do realizacji procesów życiowych, do ruchu, utrzymania porządku, do reprodukcji. W większości przypadków organizmy wykorzystują do tego energię słoneczną: niektóre są autotrofami bezpośrednio (rośliny zielone i sinice), inne pośrednio, w postaci substancji organicznych spożywanych pokarmów, są heterotrofami (zwierzęta, grzyby, bakterie i wirusy). Na tej podstawie rozważane są wszystkie żywe systemy systemy otwarte, stabilnie istniejące w warunkach ciągłego dopływu materii i energii ze środowiska zewnętrznego oraz usuwania części z nich po wykorzystaniu przez biosystem do środowiska zewnętrznego.
dyskrecja(łac. dyskretny- „podzielony”, „odizolowany”) i uczciwość. Wszystkie organizmy są stosunkowo odizolowane od siebie i reprezentują dobrze wyróżniające się osobniki, populacje, gatunki i inne biosystemy. Dyskretność to nieciągłość struktury dowolnego żywego systemu, czyli możliwość jego podziału na odrębne komponenty. Integralność to strukturalna i funkcjonalna jedność żywego systemu, którego poszczególne elementy funkcjonują jako jedna całość.
Rytm to okresowo powtarzające się zmiany natężenia i charakteru procesów i zjawisk biologicznych.
Rytm opiera się na rytmach biologicznych, które mogą mieć okres odpowiadający dobie słonecznej (24 godziny), dobie księżycowej (12,4 lub 24,8 godzin), miesiącowi księżycowemu (29,53 dni) i rokowi astronomicznemu.
Organizmy w toku swojego istnienia dokonują działania środowiskotwórczego o dużym znaczeniu. Na przykład dżdżownice biorą udział w tworzeniu gleby i zwiększają jej żyzność; rośliny wzbogacają atmosferę w tlen, zapewniają retencję śniegu, regulują poziom wód gruntowych, stwarzają warunki niezbędne do ich istnienia oraz do zasiedlenia organizmów innych gatunków. Istoty żywe są więc zależne od środowiska, przystosowują się do istnienia w nim. Jednocześnie samo środowisko zmienia się w wyniku żywotnej aktywności organizmów.
Istoty żywe charakteryzują się również pewnymi rytmami procesów życiowych, zależnymi od dobowej i sezonowej dynamiki zmian warunków pogodowych i klimatycznych na Ziemi.
Wszystkie te kryteria w całości, charakterystyczne tylko dla dzikiej przyrody, pozwalają wyraźnie oddzielić świat żywy od świata nieożywionego.
Wyjątkowość życia polega na tym, że powstało ono na samej Ziemi w wyniku długotrwałych przemian geochemicznych (etap ewolucji chemicznej w historii naszej planety). Raz powstałe życie z prymitywnych jednokomórkowych istot żywych w trakcie długiego rozwoju historycznego (etap ewolucji biologicznej) osiągnęło wysoki stopień złożoności i uzyskało zaskakująco dużą różnorodność form.
Tak więc życie jest szczególną formą ruchu materii, wyrażającą się w kumulatywnej interakcji uniwersalnych właściwości organizmów.
Jak widać, współczesne rozumienie życia wraz z jego tradycyjnymi cechami (metabolizm, wzrost, rozwój, reprodukcja, dziedziczność, drażliwość itp.) obejmuje takie właściwości, jak uporządkowanie, dyskrecja i stabilność dynamiczna. Jednocześnie, charakteryzując zjawisko życia, należy wziąć pod uwagę jego różnorodność i wielojakość, ponieważ jest ono reprezentowane na naszej planecie przez biosystemy o różnej złożoności – od molekularnego i komórkowego poziomu organizacji po ponadorganizm ( biogeocenotyczny i biosferyczny).
Żywy organizm jest głównym przedmiotem badań takiej nauki jak biologia. Składa się z komórek, narządów i tkanek. Żywy organizm to taki, który posiada szereg charakterystycznych cech. Oddycha i je, porusza się lub porusza, a także ma potomstwo.
Nauki przyrodnicze
Termin „biologia” został wprowadzony przez J.B. Lamarck - francuski przyrodnik - w 1802 r. Mniej więcej w tym samym czasie i niezależnie od niego niemiecki botanik G.R. nadał taką nazwę nauce o świecie żywym. Trewiran.
Liczne gałęzie biologii uwzględniają różnorodność nie tylko obecnie istniejących, ale także już wymarłych organizmów. Badają ich pochodzenie i procesy ewolucyjne, strukturę i funkcję, a także indywidualny rozwój i relacje ze środowiskiem i między sobą.
Sekcje biologii rozważają szczególne i ogólne wzorce, które są nieodłączne dla wszystkich żywych istot we wszystkich właściwościach i przejawach. Dotyczy to reprodukcji, metabolizmu, dziedziczności, rozwoju i wzrostu.
Początek etapu historycznego
Pierwsze żywe organizmy na naszej planecie znacznie różniły się budową od tych, które istnieją obecnie. Były nieporównywalnie prostsze. Przez cały etap formowania się życia na Ziemi przyczyniał się do poprawy budowy istot żywych, co pozwoliło im przystosować się do warunków otaczającego świata.
Na początkowym etapie organizmy żywe w naturze jadły tylko składniki organiczne, które powstały z węglowodanów pierwotnych. U zarania dziejów zarówno zwierzęta, jak i rośliny były najmniejszymi organizmami jednokomórkowymi. Były podobne do dzisiejszych ameby, niebiesko-zielonych alg i bakterii. W toku ewolucji zaczęły pojawiać się organizmy wielokomórkowe, które były znacznie bardziej zróżnicowane i bardziej złożone niż ich poprzednicy.
Skład chemiczny
Żywy organizm to taki, który składa się z cząsteczek substancji nieorganicznych i organicznych.
Pierwszym z tych składników jest woda, a także sole mineralne. w komórkach żywych organizmów znajdują się tłuszcze i białka, kwasy nukleinowe i węglowodany, ATP i wiele innych pierwiastków. Warto zwrócić uwagę na fakt, że organizmy żywe w swoim składzie zawierają te same składniki co przedmioty, z tą różnicą, że proporcje tych pierwiastków są różne. Żywe organizmy to te dziewięćdziesiąt osiem procent, których skład to wodór, tlen, węgiel i azot.
Klasyfikacja
Organiczny świat naszej planety ma dziś prawie półtora miliona różnych gatunków zwierząt, pół miliona gatunków roślin i dziesięć milionów mikroorganizmów. Takiej różnorodności nie można badać bez jej szczegółowej systematyzacji. Klasyfikacja żywych organizmów została po raz pierwszy opracowana przez szwedzkiego przyrodnika Karola Linneusza. Swoją pracę oparł na zasadzie hierarchicznej. Jednostką systematyzacji był gatunek, którego nazwę proponowano podawać wyłącznie po łacinie.
Stosowana we współczesnej biologii klasyfikacja organizmów żywych wskazuje na więzi rodzinne i związki ewolucyjne układów organicznych. Jednocześnie zachowana jest zasada hierarchii.
Gatunkiem jest ogół organizmów żywych, które mają wspólne pochodzenie, ten sam zestaw chromosomów, przystosowane do podobnych warunków, żyjące na określonym obszarze, swobodnie krzyżujące się i dające zdolne do rozmnażania potomstwo.
W biologii istnieje inna klasyfikacja. Nauka ta dzieli wszystkie organizmy komórkowe na grupy w zależności od obecności lub braku uformowanego jądra. Ten
Pierwsza grupa jest reprezentowana przez prymitywne organizmy bezjądrowe. Strefa jądrowa wyróżnia się w ich komórkach, ale zawiera tylko cząsteczkę. To są bakterie.
Prawdziwymi nuklearnymi przedstawicielami świata organicznego są eukarionty. Komórki żywych organizmów z tej grupy mają wszystkie główne składniki strukturalne. Ich rdzeń jest również jasno określony. Ta grupa obejmuje zwierzęta, rośliny i grzyby.
Struktura żywych organizmów może być nie tylko komórkowa. Biologia bada inne formy życia. Należą do nich organizmy niekomórkowe, takie jak wirusy, a także bakteriofagi.
Klasy organizmów żywych
W systematyce biologicznej istnieje hierarchiczna klasyfikacja, którą naukowcy uważają za jedną z głównych. Rozróżnia klasy organizmów żywych. Główne z nich obejmują:
bakteria;
Zwierząt;
rośliny;
Wodorost.
Opis klas
Bakteria to żywy organizm. Jest organizmem jednokomórkowym, który rozmnaża się przez podział. Komórka bakterii jest zamknięta w skorupce i ma cytoplazmę.
Grzyby należą do następnej klasy żywych organizmów. W naturze istnieje około pięćdziesięciu tysięcy gatunków tych przedstawicieli świata organicznego. Jednak biolodzy zbadali tylko pięć procent ich całości. Co ciekawe, grzyby mają pewne cechy charakterystyczne zarówno dla roślin, jak i zwierząt. Ważna rola organizmów żywych tej klasy polega na zdolności do rozkładu materii organicznej. Dlatego grzyby można znaleźć w prawie wszystkich niszach biologicznych.
Świat zwierząt szczyci się ogromną różnorodnością. Przedstawicieli tej klasy można spotkać na terenach, gdzie wydawałoby się, że nie ma warunków do istnienia.
Zwierzęta stałocieplne są najlepiej zorganizowaną klasą. Swoją nazwę zawdzięczają sposobowi, w jaki karmią swoje potomstwo. Wszyscy przedstawiciele ssaków dzielą się na zwierzęta kopytne (żyrafa, koń) i mięsożerne (lis, wilk, niedźwiedź).
Przedstawicielami świata zwierząt są owady. Jest ich ogromna liczba na Ziemi. Pływają i latają, czołgają się i skaczą. Wiele owadów jest tak małych, że nie są nawet w stanie wytrzymać napięcia wody.
Płazy i gady były jednymi z pierwszych kręgowców, które przybyły na ląd w odległych czasach historycznych. Do tej pory życie przedstawicieli tej klasy związane jest z wodą. Tak więc siedliskiem dorosłych jest suchy ląd, a ich oddychanie odbywa się za pomocą płuc. Larwy oddychają skrzelami i pływają w wodzie. Obecnie na Ziemi żyje około siedmiu tysięcy gatunków tej klasy organizmów żywych.
Ptaki są wyjątkowymi przedstawicielami fauny naszej planety. Rzeczywiście, w przeciwieństwie do innych zwierząt, potrafią latać. Na Ziemi żyje prawie osiem tysięcy sześćset gatunków ptaków. Przedstawiciele tej klasy charakteryzują się upierzeniem i składaniem jaj.
Ryby należą do ogromnej grupy kręgowców. Żyją w zbiornikach wodnych i mają płetwy i skrzela. Biolodzy dzielą ryby na dwie grupy. Są to chrząstki i kości. Obecnie istnieje około dwudziestu tysięcy różnych rodzajów ryb.
W obrębie klasy roślin istnieje jej własna gradacja. Przedstawiciele flory dzielą się na rośliny dwuliścienne i jednoliścienne. W pierwszej z tych grup nasiono zawiera zarodek składający się z dwóch liścieni. Przedstawicieli tego gatunku można rozpoznać po liściach. Są przebite siatką żył (kukurydza, buraki). Zarodek ma tylko jeden liścień. Na liściach takich roślin żyły są ułożone równolegle (cebula, pszenica).
Klasa glonów obejmuje ponad trzydzieści tysięcy gatunków. Są to żyjące w wodzie rośliny zarodnikowe, które nie mają naczyń, ale mają chlorofil. Składnik ten przyczynia się do realizacji procesu fotosyntezy. Glony nie tworzą nasion. Ich rozmnażanie odbywa się wegetatywnie lub przez zarodniki. Ta klasa organizmów żywych różni się od roślin wyższych brakiem łodyg, liści i korzeni. Mają tylko tak zwane ciało, które nazywa się plechą.
Funkcje właściwe organizmom żywym
Co jest fundamentalne dla każdego przedstawiciela świata organicznego? Jest to realizacja procesów wymiany energii i materii. W żywym organizmie zachodzi nieustanne przekształcanie różnych substancji w energię oraz przemiany fizyczne i chemiczne.
Ta funkcja jest niezbędnym warunkiem istnienia żywego organizmu. To dzięki metabolizmowi świat istot organicznych różni się od świata nieorganicznego. Tak, w obiektach nieożywionych również zachodzą przemiany materii i przemiany energii. Jednak procesy te mają swoje zasadnicze różnice. Metabolizm zachodzący w obiektach nieorganicznych niszczy je. Jednocześnie żywe organizmy bez procesów metabolicznych nie mogą kontynuować swojego istnienia. Konsekwencją metabolizmu jest odnowa układu organicznego. Zatrzymanie procesów metabolicznych pociąga za sobą śmierć.
Funkcje żywego organizmu są różnorodne. Ale wszystkie z nich są bezpośrednio związane z zachodzącymi w nim procesami metabolicznymi. Może to być wzrost i rozmnażanie, rozwój i trawienie, odżywianie i oddychanie, reakcje i ruch, wydalanie produktów przemiany materii i wydzielanie itp. Podstawą każdej funkcji organizmu jest zespół procesów przemiany energii i substancji. Co więcej, dotyczy to w równym stopniu możliwości zarówno tkanki, komórki, narządu, jak i całego organizmu.
Metabolizm u ludzi i zwierząt obejmuje procesy odżywiania i trawienia. W roślinach odbywa się to za pomocą fotosyntezy. Żywy organizm w realizacji metabolizmu zaopatruje się w substancje niezbędne do istnienia.
Ważnym wyróżnikiem obiektów świata organicznego jest wykorzystanie zewnętrznych źródeł energii. Przykładem tego jest światło i jedzenie.
Właściwości właściwe organizmom żywym
Każda jednostka biologiczna ma w swoim składzie oddzielne elementy, które z kolei tworzą nierozerwalnie połączony system. Na przykład łącznie wszystkie narządy i funkcje osoby reprezentują jej ciało. Właściwości organizmów żywych są różnorodne. Oprócz jednolitego składu chemicznego i możliwości realizacji procesów metabolicznych, obiekty świata organicznego są zdolne do organizacji. Pewne struktury powstają w wyniku chaotycznego ruchu molekularnego. Tworzy to pewien porządek w czasie i przestrzeni dla wszystkich żywych istot. Organizacja strukturalna to cały zespół najbardziej złożonych procesów samoregulujących, które przebiegają w określonej kolejności. Pozwala to na utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego na wymaganym poziomie. Na przykład hormon insulina zmniejsza ilość glukozy we krwi, gdy jest w nadmiarze. Przy braku tego składnika jest uzupełniany przez adrenalinę i glukagon. Ponadto organizmy stałocieplne posiadają liczne mechanizmy termoregulacji. Jest to rozszerzenie naczyń włosowatych skóry i intensywne pocenie się. Jak widać jest to ważna funkcja, którą spełnia organizm.
Właściwości organizmów żywych, charakterystyczne tylko dla świata organicznego, są również objęte procesem samoreprodukcji, ponieważ istnienie każdego ma swoje granice czasowe. Tylko samoreprodukcja może podtrzymać życie. Ta funkcja opiera się na procesie tworzenia nowych struktur i cząsteczek, dzięki informacjom zawartym w DNA. Samoreprodukcja jest nierozerwalnie związana z dziedzicznością. W końcu każda z żywych istot rodzi swój własny gatunek. Poprzez dziedziczenie organizmy żywe przekazują swoje cechy rozwojowe, właściwości i oznaki. Ta właściwość wynika ze stałości. Występuje w strukturze cząsteczek DNA.
Inną cechą charakterystyczną organizmów żywych jest drażliwość. Układy organiczne zawsze reagują na wewnętrzne i zewnętrzne zmiany (wpływy). Jeśli chodzi o drażliwość ludzkiego ciała, jest ona nierozerwalnie związana z właściwościami właściwymi tkance mięśniowej, nerwowej i gruczołowej. Składniki te są w stanie nadać impuls reakcji po skurczu mięśnia, odejściu impulsu nerwowego, a także wydzielaniu różnych substancji (hormonów, śliny itp.). A jeśli żywy organizm jest pozbawiony układu nerwowego? Właściwości organizmów żywych w postaci drażliwości przejawiają się w tym przypadku ruchem. Na przykład pierwotniaki pozostawiają roztwory, w których stężenie soli jest zbyt wysokie. Jeśli chodzi o rośliny, są w stanie zmienić położenie pędów, aby jak najwięcej pochłaniać światło.
Każdy żywy system może zareagować na działanie bodźca. To kolejna właściwość obiektów świata organicznego - pobudliwość. Proces ten zapewniają tkanki mięśniowe i gruczołowe. Jedną z końcowych reakcji pobudliwości jest ruch. Zdolność do poruszania się jest wspólną właściwością wszystkich żywych istot, mimo że na zewnątrz niektóre organizmy są jej pozbawione. W końcu ruch cytoplazmy zachodzi w każdej komórce. Dołączone zwierzęta również się poruszają. U roślin obserwuje się ruchy wzrostu spowodowane wzrostem liczby komórek.
Siedlisko
Istnienie obiektów świata organicznego jest możliwe tylko pod pewnymi warunkami. Jakiś fragment przestrzeni niezmiennie otacza żywy organizm lub całą grupę. To jest siedlisko.
W życiu każdego organizmu istotną rolę odgrywają organiczne i nieorganiczne składniki przyrody. Mają na niego wpływ. Żywe organizmy są zmuszone do przystosowania się do istniejących warunków. Tak więc niektóre zwierzęta mogą żyć na Dalekiej Północy w bardzo niskich temperaturach. Inne mogą istnieć tylko w tropikach.
Na planecie Ziemia istnieje kilka siedlisk. Wśród nich są:
woda lądowa;
grunt;
gleba;
Żyjący organizm;
Ziemia-powietrze.
Rola organizmów żywych w przyrodzie
Życie na planecie Ziemia istnieje od trzech miliardów lat. I przez cały ten czas organizmy rozwijały się, zmieniały, osiedlały i jednocześnie wpływały na swoje środowisko.
Wpływ układów organicznych na atmosferę spowodował pojawienie się większej ilości tlenu. To znacznie zmniejszyło ilość dwutlenku węgla. Rośliny są głównym źródłem produkcji tlenu.
Pod wpływem organizmów żywych zmienił się również skład wód Oceanu Światowego. Niektóre skały są pochodzenia organicznego. Minerały (ropa naftowa, węgiel, wapień) są również efektem funkcjonowania żywych organizmów. Innymi słowy, obiekty świata organicznego są potężnym czynnikiem, który przekształca naturę.
Organizmy żywe są swoistym wskaźnikiem jakości środowiska człowieka. Są one połączone złożonymi procesami z roślinnością i glebą. Utrata choćby jednego ogniwa tego łańcucha spowoduje zachwianie równowagi całego systemu ekologicznego. Dlatego ważne jest, aby obieg energii i substancji na planecie zachował całą istniejącą różnorodność przedstawicieli świata organicznego.
Wyodrębnienie ogólnych właściwości organizmów żywych pozwoli jednoznacznie odróżnić żywe od nieożywionych. Nie ma dokładnej definicji tego, czym jest życie lub żywy organizm, dlatego istotę żywą identyfikuje się na podstawie zespołu jej właściwości, czyli znaków.
W przeciwieństwie do ciał natury nieożywionej, organizmy żywe różnią się złożonością budowy i funkcjonalności. Ale jeśli rozważymy każdą właściwość osobno, to niektóre z nich w takiej czy innej formie można zaobserwować w przyrodzie nieożywionej. Na przykład kryształy mogą również rosnąć. Dlatego tak ważny jest całokształt właściwości żywych organizmów.
Na pierwszy rzut oka obserwowana różnorodność organizmów utrudnia identyfikację ich wspólnych cech i cech. Jednak wraz z historycznym rozwojem nauk biologicznych ujawniło się wiele ogólnych wzorców życia obserwowanych w zupełnie różnych grupach organizmów.
Oprócz wymienionych poniżej właściwości istot żywych są one często izolowane jedność składu chemicznego(podobieństwo we wszystkich organizmach i różnica w proporcjach pierwiastków żywych i nieożywionych), dyskrecja(organizmy składają się z komórek, gatunki składają się z osobników itp.), udział w procesie ewolucji, wzajemne oddziaływanie organizmów, ruchliwość, rytm itd.
Nie ma jednoznacznej listy oznak żywej istoty, jest to częściowo pytanie filozoficzne. Często podkreślając jedną właściwość, druga staje się jej konsekwencją. Istnieją znaki życia, składające się z wielu innych. Ponadto właściwości żywych istot są ze sobą ściśle powiązane, a ta współzależność razem daje tak wyjątkowe zjawisko przyrody, jak życie.
Metabolizm jest główną właściwością życia
Wszystkie żywe organizmy wymieniają substancje ze środowiskiem: niektóre substancje dostają się do organizmu ze środowiska, inne są uwalniane do środowiska z organizmu. Charakteryzuje to organizm jako system otwarty (także przepływ przez system energii i informacji). Obecność selektywnego metabolizmu wskazuje, że organizm żyje.
Metabolizm w samym ciele obejmuje dwa przeciwne, ale połączone i zrównoważone procesy - asymilacja (anabolizm) i dysymilacja (katabolizm). Każda z nich składa się z wielu reakcji chemicznych, połączonych i uporządkowanych w cykle i łańcuchy przemian jednej substancji w drugą.
W wyniku asymilacji struktury ciała powstają i aktualizują się w wyniku syntezy niezbędnych złożonych substancji organicznych z prostszych substancji organicznych, a także nieorganicznych. W wyniku dysymilacji następuje rozszczepienie substancji organicznych, podczas gdy powstają prostsze substancje niezbędne do przyswojenia przez organizm, a także magazynowana jest energia w cząsteczkach ATP.
Metabolizm wymaga dopływu substancji z zewnątrz, a szereg produktów dysymilacji nie znajduje zastosowania w organizmie i musi zostać z niego usunięty.
Wszystkie żywe organizmy jakoś jeść. Jedzenie jest źródłem niezbędnych substancji i energii. Rośliny żywią się procesem fotosyntezy. Zwierzęta i grzyby absorbują substancje organiczne innych organizmów, po czym rozkładają je na prostsze składniki, z których syntetyzują swoje substancje.
Jest to typowe dla organizmów żywych wybór szereg substancji (u zwierząt są to głównie produkty rozpadu białek – związki azotowe), które są końcowymi produktami przemiany materii.
Przykładem procesu asymilacji jest synteza białek z aminokwasów. Przykładem dysymilacji jest utlenianie materii organicznej przy udziale tlenu, w wyniku czego powstaje dwutlenek węgla (CO 2) i woda, które są wydalane z organizmu (wodę można wykorzystać).
Zależność energetyczna żywych
Do realizacji procesów życiowych organizmy potrzebują dopływu energii. W organizmach heterotroficznych wchodzi z pożywieniem, to znaczy ich metabolizm i przepływ energii są połączone. Podczas rozkładu składników odżywczych energia jest uwalniana, magazynowana w innych substancjach, a część jest rozpraszana w postaci ciepła.
Rośliny są autotrofami i otrzymują początkową energię od Słońca (przechwytują jego promieniowanie). Energia ta idzie na syntezę pierwotnych substancji organicznych (w których jest magazynowana) z nieorganicznych. Nie oznacza to, że w roślinach nie zachodzą reakcje chemiczne rozkładu (dysymilacji) substancji organicznych w celu uzyskania energii. Jednak rośliny nie otrzymują materii organicznej z zewnątrz poprzez odżywianie. Jest całkowicie „ich”.
Energia idzie w celu podtrzymania porządku, struktury organizmów żywych, co jest ważne dla zachodzenia w nich licznych reakcji chemicznych. Sprzeciw wobec entropii jest ważną właściwością żywych.
Oddech- Jest to proces charakterystyczny dla organizmów żywych, w wyniku którego następuje rozszczepienie związków wysokoenergetycznych. Energia uwolniona w tym procesie jest magazynowana w ATP.
W przyrodzie nieożywionej (gdy procesy są pozostawione przypadkowi) struktura systemów jest wcześniej czy później tracona. W takim przypadku ustala się jedna lub druga równowaga (na przykład gorące ciało oddaje ciepło innym, temperatura ciał wyrównuje się). Im mniejszy porządek, tym większa entropia. Jeśli układ jest zamknięty i zachodzą procesy, które się nie równoważą, to entropia wzrasta (druga zasada termodynamiki). Organizmy żywe mają zdolność zmniejszania entropii poprzez utrzymywanie wewnętrznej struktury dzięki dopływowi energii z zewnątrz.
Dziedziczność i zmienność jako właściwość życia
Samoodnawianie się struktur organizmów żywych, a także reprodukcja (samoreprodukcja) organizmów opiera się na dziedziczności, która jest związana z właściwościami cząsteczek DNA. Jednocześnie w DNA mogą pojawić się zmiany, które prowadzą do zmienności organizmów i dają możliwość procesu ewolucyjnego. Zatem żywe organizmy posiadają informację genetyczną (biologiczną), którą można również określić jako główną i wyłączną cechę żywych.
Pomimo zdolności do samoodnawiania się, nie jest ona wieczna w organizmach. Długość życia jednostki jest ograniczona. Jednak żywi pozostają nieśmiertelni w trakcie tego procesu hodowla które mogą być seksualne lub bezpłciowe. W tym przypadku cechy rodziców są dziedziczone poprzez przekazanie ich DNA potomkom.
Informacja biologiczna jest zapisywana za pomocą specjalnego kodu genetycznego, który jest uniwersalny dla wszystkich organizmów na Ziemi, co może wskazywać na jedność pochodzenia żywych istot.
Kod genetyczny jest przechowywany i implementowany w polimerach biologicznych: DNA, RNA, białkach. Takie złożone cząsteczki są również cechą żywych.
Informacje zapisane w DNA, po przeniesieniu do białek, wyrażają się dla organizmów żywych w takich właściwościach, jak ich genotyp i fenotyp. Mają je wszystkie organizmy.
Wzrost i rozwój - właściwości organizmów żywych
Wzrost i rozwój to właściwości organizmów żywych realizowane w procesie ich ontogenezy (rozwoju indywidualnego). Wzrost to wzrost wielkości i masy ciała przy zachowaniu ogólnego planu budowy. W procesie rozwoju organizm zmienia się, nabywa nowych cech i funkcjonalności, inne mogą zanikać. Oznacza to, że w wyniku rozwoju powstaje nowy stan jakościowy. W organizmach żywych wzrostowi zwykle towarzyszy rozwój (lub rozwój przez wzrost). Rozwój jest ukierunkowany i nieodwracalny.
Oprócz rozwoju indywidualnego wyróżnia się historyczny rozwój życia na Ziemi, któremu towarzyszy powstawanie nowych gatunków i komplikowanie form życia.
Chociaż wzrost można zaobserwować również w przyrodzie nieożywionej (na przykład w kryształach lub stalagmitach jaskiniowych), jego mechanizm w organizmach żywych jest inny. W przyrodzie nieożywionej wzrost odbywa się poprzez proste przyczepienie substancji do zewnętrznej powierzchni. Żywe organizmy rosną kosztem spożywanych składników odżywczych. Jednocześnie nie tyle zwiększają się w nich same komórki, ale zwiększa się ich liczba.
Drażliwość i samoregulacja
Organizmy żywe mają zdolność do zmiany swojego stanu w pewnych granicach w zależności od warunków środowiska zewnętrznego i wewnętrznego. W procesie ewolucji gatunki wykształciły różne sposoby rejestrowania parametrów środowiska (m.in. poprzez narządy zmysłów) i reagowania na różne bodźce.
Drażliwość organizmów żywych jest selektywna, to znaczy reagują one tylko na to, co jest ważne dla ich przetrwania.
Drażliwość leży u podstaw samoregulacji organizmu, która z kolei ma wartość adaptacyjną. Tak więc wraz ze wzrostem temperatury ciała u ssaków naczynia krwionośne rozszerzają się, oddając ciepło do otoczenia w większych ilościach. W rezultacie temperatura zwierzęcia jest znormalizowana.
U zwierząt wyższych wiele reakcji na bodźce zewnętrzne zależy od dość złożonego zachowania.
Żywe systemy mają wspólne cechy:
1. jedność składu chemicznegoświadczy o jedności i połączeniu materii żywej i nieożywionej.
Przykład:
skład organizmów żywych obejmuje te same pierwiastki chemiczne, co w obiektach przyrody nieożywionej, ale w innych proporcjach ilościowych (tj. organizmy żywe mają zdolność selektywnego gromadzenia i wchłaniania pierwiastków). Ponad \(90\)% składu chemicznego przypada na cztery pierwiastki: C, O, N, H, które biorą udział w tworzeniu złożonych cząsteczek organicznych (białka, kwasy nukleinowe, węglowodany, lipidy).
2. Struktura komórkowa (jedność organizacji strukturalnej). Wszystkie organizmy na ziemi składają się z komórek. Poza komórką nie ma życia.
3. Metabolizm (otwartość żywych systemów). Wszystkie żywe organizmy są „systemami otwartymi”.
Otwartość systemu- właściwość wszystkich żywych organizmów związana ze stałym dostarczaniem energii z zewnątrz i usuwaniem produktów przemiany materii (organizm żyje, wymieniając substancje i energię z otoczeniem).
Metabolizm - zespół przemian biochemicznych zachodzących w organizmie i innych biosystemach.
Metabolizm składa się z dwóch powiązanych ze sobą procesów: syntezy substancji organicznych (asymilacja) w organizmie (za sprawą zewnętrznych źródeł energii – światła i pożywienia) oraz procesu rozkładu złożonych substancji organicznych (dysymilacja) z uwolnieniem energii, która jest następnie spożywane przez organizm. Metabolizm zapewnia stałość składu chemicznego w ciągle zmieniających się warunkach środowiskowych.
4. Samodzielna gra (reprodukcja)- zdolność żywych systemów do reprodukcji własnego rodzaju. Zdolność do samoreprodukcji jest najważniejszą właściwością wszystkich żywych organizmów. Opiera się na procesie powielania cząsteczek DNA z późniejszym podziałem komórki.
5. Samoregulacja (Homeostaza)- utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego organizmu w ciągle zmieniających się warunkach środowiskowych. Każdy żywy organizm zapewnia utrzymanie homeostazy (stałości środowiska wewnętrznego organizmu). Uporczywe naruszenie homeostazy prowadzi do śmierci organizmu.
6. Rozwój i wzrost. Rozwój żywych jest reprezentowany przez indywidualny rozwój organizmu (ontogeneza) i historyczny rozwój żywej przyrody (filogeneza).
- W procesie indywidualnego rozwoju stopniowo i konsekwentnie manifestują się indywidualne właściwości organizmu i następuje jego wzrost (wszystkie żywe organizmy rosną w ciągu swojego życia).
- Rezultatem rozwoju historycznego jest generalnie postępująca komplikacja życia i całej różnorodności żywych organizmów na Ziemi. Rozwój rozumiany jest zarówno jako rozwój indywidualny, jak i historyczny.
7. Drażliwość- zdolność organizmu do wybiórczego reagowania na bodźce zewnętrzne i wewnętrzne (odruchy u zwierząt; tropizmy, taksówki i nastia u roślin).
8. Dziedziczność i zmienność są czynnikami ewolucji, ponieważ wytwarzają materiał do selekcji.
- Zmienność- zdolność organizmów do nabywania nowych cech i właściwości w wyniku oddziaływania środowiska zewnętrznego i/lub zmian w aparacie dziedzicznym (cząsteczkach DNA).
- Dziedziczność- zdolność organizmu do przekazywania swoich cech kolejnym pokoleniom.
9. Zdolnośc do adaptacji- w procesie rozwoju historycznego i pod wpływem doboru naturalnego organizmy nabywają przystosowania do warunków środowiskowych (adaptacja). Organizmy, które nie mają niezbędnych adaptacji, wymierają.
10. Integralność (ciągłość) I nieciągłość (nieciągłość). Życie jest integralne i jednocześnie dyskretne. Ten wzór jest nieodłączny zarówno pod względem struktury, jak i funkcji.
Każdy organizm jest integralnym systemem, który jednocześnie składa się z odrębnych jednostek - struktur komórkowych, komórek, tkanek, narządów, układów narządów. Świat organiczny jest integralny, ponieważ wszystkie organizmy i zachodzące w nim procesy są ze sobą powiązane. Jednocześnie jest dyskretny, ponieważ składa się z pojedynczych organizmów.
Niektóre z wymienionych powyżej właściwości mogą być również nieodłącznie związane z przyrodą nieożywioną.
Przykład:
żywe organizmy charakteryzują się wzrostem, ale rosną też kryształy! Chociaż ten wzrost nie ma tych parametrów jakościowych i ilościowych, które są nieodłącznie związane ze wzrostem żywych istot.
Przykład:
płonąca świeca charakteryzuje się procesami wymiany i transformacji energii, ale nie jest zdolna do samoregulacji i samoreprodukcji.
Biologia to nauka, która bada życie we wszystkich kierunkach i ogólne właściwości żywych istot.
Według Engelsa życie jest sposobem istnienia ciał białkowych, których istotnym momentem jest yavl. ciągła wymiana substancji ze środowiskiem, z zakończeniem której życie ustaje, co prowadzi do rozpadu białek.
Współczesna definicja: organizmy żywe, które istnieją na Ziemi, to otwarte, samoregulujące się i samoreprodukujące się systemy zbudowane z biopolimerów - białek i kwasów nukleinowych.
Organizmy żywe charakteryzują się właściwościami, które odróżniają je od obiektów przyrody nieożywionej:
1. określony skład chemiczny.
Organizmy żywe zawierają te same pierwiastki chemiczne co przedmioty nieożywione, ale w innych proporcjach. Na 100 pierwiastków potrzebnych jest 20. Wyróżnia się pierwiastki obowiązkowe (organogenne) - wodór, węgiel, tlen, azot.
Ważny jest również sód, potas, wapń, magnez, siarka, fosfor. Wszystkie organizmy zbudowane są z białek, tłuszczów, węglowodanów i kwasów nukleinowych.
2. Obecność struktury komórkowej (z wyjątkiem bakterii).
Komórka jest strukturalną i funkcjonalną jednostką życia.
3. Metabolizm i zależność energetyczna.
Żywy organizm jest otwartym stabilnym systemem, który, gdy energia jest dostarczana z zewnątrz, znajduje się w dynamicznej równowadze.
4. Zdolność do samoregulacji.
Homeostaza to zdolność do utrzymania stałości właściwości chemicznych i fizycznych.
Wskaźniki homeostazy: temperatura, ciśnienie, ilość wody, energia, tempo procesów metabolicznych.
W tkankach wskaźnikiem homeostazy jest liczba komórek.
W organach - intensywność pracy.
W populacjach stosunek grup wiekowych i skład płci.
5. Zdolność do samoreprodukcji.
A. Reprodukcja własnego gatunku.
B. Przekazywanie informacji dziedzicznych.
C. Główny nośnik informacji yavl. chromosomy.
6. Dziedziczność.
Dziedziczność to zdolność żywych organizmów do przekazywania cech i właściwości z pokolenia na pokolenie za pomocą DNA i RNA. Wzory są badane przez genetykę. Mendel sugerował, że cechy są determinowane przez geny. Gen to fragment cząsteczki DNA, który koduje pierwotną strukturę białka.
Gen - białko - znak.
7. Zmienność.
Zmienność to zdolność organizmów żywych do nabywania nowych cech i właściwości w procesie indywidualnego rozwoju. Zmienność stwarza materiał do doboru naturalnego.
8. Rozwój indywidualny.
Ontogeneza to proces indywidualnego rozwoju organizmu od momentu zapłodnienia do śmierci. Rozwojowi towarzyszy wzrost, czas trwania wzrostu jest ograniczony procesami starzenia.
I. Proentogeneza-gametogeneza, zapłodnienie.
ΙΙ. Okres embrionalny to narodziny.
ΙΙΙ. Postembrionalny - młodociany, faza dojrzałości, faza starości.
9. Rozwój historyczny.
Filogeneza - historyczny rozwój świata; nieodwracalny i ukierunkowany rozwój dzikiej przyrody, któremu towarzyszy pojawianie się nowych gatunków i postępujące komplikacje życia. Cała różnorodność gatunków roślin i zwierząt jest wynikiem ewolucji.
10. Drażliwość.
Drażliwość to zdolność organizmów żywych do reagowania na bodźce zewnętrzne i wewnętrzne określonymi reakcjami.
fototropizm (obracanie liści w kierunku słońca);
geotropizm (wzrost wierzchołka korzenia w stosunku do środka Ziemi);
taksówki (jednokierunkowy ruch DO lub OD źródła podrażnienia);
odruch (właściwość organizmu do reagowania na działanie bodźców z obowiązkowym udziałem układu nerwowego).
11. Ruch.
Organizmy mogą poruszać się na różne sposoby:
A. Ameboid - za pomocą pseudopodów (ameba pospolita, leukocyty);
B. Reaktywny - strzelając strumieniem wody (meduzy, głowonogi);
C. Rzęskowe - za pomocą rzęsek - wyrostki komórkowe otoczone cytolemmą (but orzęskowy).
D. Wici - za pomocą wici - wyrostek komórki otoczony cytolemmą, ale dłuższy niż rzęski (euglena green, Volvox, sperma).
mi. Za pomocą mięśni kurczliwych.
12. Rytm.
Rytm to powtarzanie stanów ciała w określonym czasie w odpowiedzi na zmiany w środowisku zewnętrznym. Biorytmy (ektogenny - zewnętrzny; endogenny - wewnętrzny).
13. uczciwość i dyskrecja.
Z jednej strony przyroda żywa jest integralna, zorganizowana, podlega pewnym prawom. Z drugiej strony natura jest dyskretna, tj. Każdy system biologiczny składa się z izolowanych, ale ściśle ze sobą powiązanych elementów.
Zasada dyskrecji stanowiła podstawę wyobrażeń o poziomie organizacji żywej materii.
Poziomy organizacji przyrody żywej.
Poziom organizacji przyrody żywej to funkcjonalne miejsce danego systemu biologicznego o pewnym stopniu złożoności w ogólnym systemie istot żywych.
Rozwój poziomów w procesie powstania od niższego do wyższego, wraz z nadejściem wyższego poziomu, poprzedni nie zniknął, a jedynie stracił swoją wiodącą rolę, został włączony jako struktura podrzędna lub jednostka funkcjonalna.
Tabela numer 1. Poziomy organizacji życia.
| Nazwa poziomu | Biosystem | pojęcie | Elementy, opr. system. | Nauka |
| Genetyka molekularna. (wymiana in-in i przekazywanie odziedziczonych informacji) | Biopolimery (białka, kwasy nukleinowe, polisacharydy). | Biopolimery- złożone substancje organiczne o ogromnej masie cząsteczkowej, składające się z monomerów. | AA, nukleotydy, monosacharydy | Genetyka Mol. Biologia Biochemia Biofizyka |
| Komórkowy. (oprócz wirusów) | Komórka | Komórka- strukturalna i funkcjonalna jednostka życia. | Jądro Cytoplazmy Powłoki | Cytologia |
| Organizm. Podpoziomy podwładnych: Narządy tkankowe. | Tkanka => Organy => Układy narządów => Organizm | Włókienniczy- zestaw komórek o podobnej strukturze, pochodzeniu i pełniących wspólne funkcje. Organ- część ciała pełniąca określone funkcje. Układ narządów- liczba narządów, które mają wspólny plan strukturalny, jedność pochodzenia i pełnią jedną dużą funkcję. organizm- każde stworzenie, które ma właściwości żywej istoty. | Komórki. Wejście międzykomórkowe. Włókienniczy. Narządy | Histologia Anatomia Fizjologia |
| poziomy ponadorganiczne | ||||
| Gatunki populacji. Podwładni: gatunki populacji | Gatunki populacji | populacja- zbiór osobników tego samego gatunku zamieszkujących przestrzeń o jednorodnych warunkach. Pogląd- zespół populacji, których osobniki zajmują określony obszar, zdolne do krzyżowania się i wydawania płodnego potomstwa. | Populacje jednostek | Ekologia populacji |
| Biogeocenotyczny | Biogeocenoza (zespół żywych organizmów) + Biotop (wycinek środowiska abiotycznego) | Biogeocenoza- zespół organizmów różnych gatunków żyjących na określonym terytorium i połączonych ze sobą więzami przestrzennymi i pokarmowymi. Główny funkcja - obieg materii i energii, który polega na przemianie energii Słońca we wszystkie rodzaje energii. | Rodzaje | Ekologia społeczności |
| biosferyczny | Biosfera | Biosfera- skorupa ziemska zamieszkana przez organizmy żywe obejmuje dolną część atmosfery, całą hydrosferę i górną część litosfery. | Biogeocenozy | Ekologia |
Sekcja 1.
Podstawy cytologii. Pojęcie cytologii. Przedmiot i zadanie cytologii.
Cytologia - nauka zajmująca się badaniem budowy, składu chemicznego, rozwoju i funkcji, procesów reprodukcji, odbudowy i adaptacji komórki do zmieniających się warunków środowiskowych.
Cytologia, jako niezależna nauka, powstała w połowie X wieku wraz z publikacją teoria komórkowa Schleidena i Schwanna (1838-1839). W ciągu ostatnich 20-30 lat z nauki opisowej przekształciła się w naukę eksperymentalną.
Zadanie współczesnej cytologii: badanie szczegółowej budowy komórek i ich funkcjonowania; badanie funkcji poszczególnych składników, reprodukcji komórek i adaptacji do środowiska.
Cytologia jest podstawą wielu nauk (anatomia, histologia, genetyka, fizjologia, biochemia, ekologia). Cytologia ma ogromne znaczenie dla medycyny. każda choroba ma patologię określonych komórek, co jest ważne dla zrozumienia rozwoju choroby, diagnozy, leczenia i profilaktyki.
Historia rozwoju cytologii.
Rozwój cytologii wiąże się z tworzeniem i ulepszaniem urządzeń optycznych, które pozwalają badać i badać komórki.
1610 - Holenderski naukowiec Galileo Galilei skonstruował pierwszy mikroskop, a po jego ulepszeniu w 1924 roku można go było wykorzystać do pierwszych badań.
1665 - angielski naukowiec R. Hooke, używając soczewek powiększających, zaobserwował cienki skrawek płytki korkowej i nazwał je komórkami.
W drugiej połowie XV wieku opisy Hooke'a stały się podstawą badań Malpighe'a nad anatomią roślin, które potwierdziły teorię Hooke'a.
1680 - Holenderski naukowiec Anthony van Leeuwenhoek odkrył świat organizmów jednokomórkowych i zobaczył komórki zwierzęce. Odkrył i opisał erytrocyty, plemniki, komórki mięśnia sercowego.
Dalszy postęp w badaniu komórki związany jest z rozwojem mikroskopii w XIX wieku. Zmieniły się idee dotyczące struktury komórek: nie ściana komórkowa, ale cytoplazma zaczęła być uważana za główną rzecz w organizacji komórki (Purkinė, 1830).
W latach 30. XX wieku angielski naukowiec Brown odkrył jądro w komórkach roślinnych i zaproponował termin „jądro”. Znaleziono jądro w komórkach grzybów i zwierząt. Te i inne liczne obserwacje pozwoliły Schwannowi na dokonanie szeregu uogólnień. Schwann wykazał więc, że komórki roślin i zwierząt są do siebie zasadniczo podobne. Schwann sformułował teorię komórkową, ponieważ. przy tworzeniu teorii korzystał z prac Schleidena, wtedy też jest uważany za twórcę teorii.
