propriedades dos organismos vivos. A capacidade dos organismos vivos de responder a influências externas é uma propriedade inata e uma reação protetora. O resultado da manifestação de qual propriedade dos organismos vivos
O conceito de um biossistema. De acordo com conceitos modernos, a matéria viva existe na forma sistemas vivos - biossistemas. Lembre-se de que um sistema é chamado de formação holística, criada por um conjunto de elementos que estão naturalmente conectados entre si e desempenham funções especiais.
Sistemas vivos, ou biossistemas, são células e organismos, espécies e populações, biogeocenoses e a biosfera (biossistema universal, global). Nesses biossistemas de diferentes complexidades, a vida se manifesta por uma série de propriedades comuns da matéria viva.
Propriedades da vida. Na biologia, por muito tempo, as propriedades dos seres vivos foram tradicionalmente consideradas usando o exemplo de biossistemas como um organismo.
Todos os seres vivos (unicelulares e multicelulares) têm as seguintes propriedades distintas: metabolismo, irritabilidade, mobilidade, capacidade de crescer e se desenvolver, reprodução (auto-reprodução), transferência de propriedades de geração em geração, ordem na estrutura e funções, integridade e discrição (isolamento), dependência energética do ambiente externo. Os seres vivos também se caracterizam por uma relação específica entre si e com o meio ambiente, que lhes proporciona um equilíbrio móvel (estabilidade dinâmica) da existência na natureza. Essas propriedades são consideradas universais, pois são características de todos os organismos. Algumas dessas propriedades também podem estar na natureza inanimada, mas juntas são características apenas dos seres vivos. Vamos caracterizar brevemente essas propriedades.
A unidade da composição química. Os organismos vivos consistem nos mesmos elementos químicos que os corpos da natureza inanimada, mas a proporção desses elementos é característica apenas dos vivos. Nos sistemas vivos, cerca de 98% da composição química é representada por quatro elementos químicos ( carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio), que fazem parte das substâncias orgânicas, e na massa total das substâncias corporais, a participação principal é a água (pelo menos 70-85%).
A unidade da organização estrutural. A unidade de estrutura, vida, reprodução e desenvolvimento individual é célula. Nenhuma vida foi encontrada fora da célula.
Metabolismo e energiaé um conjunto de reações químicas que garantem a entrada de energia e compostos químicos do ambiente externo no corpo, sua transformação no corpo e remoção do corpo para o meio ambiente na forma de energia convertida e produtos residuais. O metabolismo e o fluxo de energia realizam a conexão do organismo com o ambiente externo, que é a condição de sua vida.
Reprodução (auto-reprodução)- esta é a propriedade mais importante da vida, cuja essência foi expressa figurativamente por Louis Pasteur: "Todas as coisas vivas vêm apenas de coisas vivas." A vida, tendo surgido uma vez por geração espontânea, desde então dá origem apenas aos vivos. Esta propriedade baseia-se na capacidade única de auto-reproduzir os principais sistemas de controle do corpo: cromossomos, DNA, genes. Nessa conexão hereditariedade como um mecanismo de auto-reprodução é uma propriedade exclusiva de apenas seres vivos. Às vezes, a reprodução de organismos vivos ocorre com a introdução de mudanças que surgiram por meio de mutações. Tais mudanças, que causam o aparecimento de variabilidade, podem dar alguns desvios do estado inicial e da diversidade durante a reprodução.
Capacidade de crescer e se desenvolver. O crescimento é um aumento na massa e no tamanho de um indivíduo devido a um aumento na massa e no número de células. O desenvolvimento é um processo irreversível e naturalmente direcionado de mudanças qualitativas em um organismo desde o momento de seu nascimento até a morte. Distinguir entre o desenvolvimento individual de organismos, ou ontogênese (grego. sobres- "existir"; gênese- "origem"), e desenvolvimento histórico - evolução. A evolução é uma transformação irreversível da natureza viva, acompanhada pelo surgimento de novas espécies adaptadas a novas condições ambientais.
Hereditariedade- a propriedade dos organismos vivos para garantir a continuidade material e funcional entre as gerações, bem como para determinar a natureza específica do desenvolvimento individual em certas condições ambientais.
Essa propriedade é realizada no processo de transferência das unidades materiais da hereditariedade - os genes responsáveis pela formação das características e propriedades do organismo.
Variabilidade- a propriedade dos organismos vivos de existir em várias formas. A variação pode ser realizada em organismos individuais ou células no curso do desenvolvimento individual ou dentro de um grupo de organismos em uma série de gerações durante a reprodução sexuada ou assexuada.
Irritabilidade são as respostas específicas dos organismos às mudanças no ambiente. Respondendo à influência de fatores ambientais com uma reação ativa de irritabilidade, os organismos interagem com o ambiente e se adaptam a ele, o que os ajuda a sobreviver. As manifestações de irritabilidade podem ser diferentes: a mobilidade dos animais na obtenção de alimentos, na proteção de condições adversas, em perigo; movimentos de crescimento orientados (tropismos) em plantas e fungos em direção à luz, em busca de nutrição mineral, etc.
Dependência energética. Todos os organismos precisam de energia para a implementação de processos vitais, para o movimento, para manter sua ordem, para a reprodução. Na maioria dos casos, os organismos utilizam a energia solar para isso: alguns diretamente são autotróficos (plantas verdes e cianobactérias), outros indiretamente, na forma de substâncias orgânicas dos alimentos consumidos, são heterótrofos (animais, fungos, bactérias e vírus). Com base nisso, todos os sistemas vivos são considerados sistemas abertos, existindo de forma estável sob condições de influxo contínuo de matéria e energia do ambiente externo e a remoção de alguns deles após o uso pelo biossistema no ambiente externo.
discrição(lat. discreto- "dividido", "isolado") e integridade. Todos os organismos estão relativamente isolados uns dos outros e representam indivíduos, populações, espécies e outros biossistemas bem distintos. Distinção é a descontinuidade da estrutura de qualquer sistema vivo, ou seja, a possibilidade de sua divisão em componentes separados. Integridade é a unidade estrutural e funcional de um sistema vivo, cujos elementos individuais funcionam como um todo único.
Ritmo são mudanças periodicamente recorrentes na intensidade e na natureza dos processos e fenômenos biológicos.
O ritmo é baseado em ritmos biológicos, que podem ter um período correspondente a um dia solar (24 horas), um dia lunar (12,4 ou 24,8 horas), um mês lunar (29,53 dias) e um ano astronômico.
Os organismos no curso de sua existência produzem uma ação formadora de ambiente de grande importância. Por exemplo, as minhocas estão envolvidas na formação do solo e aumentam sua fertilidade; as plantas enriquecem a atmosfera com oxigênio, fornecem retenção de neve, regulam o nível das águas subterrâneas, criam as condições necessárias para sua existência e para o assentamento de organismos de outras espécies. Assim, os seres vivos dependem do ambiente, adaptam-se à existência nele. Ao mesmo tempo, o próprio ambiente muda devido à atividade vital dos organismos.
Os seres vivos também são caracterizados por certos ritmos de processos vitais, dependendo da dinâmica diária e sazonal das mudanças no clima e nas condições climáticas da Terra.
Todos esses critérios em sua totalidade, característicos apenas da vida selvagem, permitem separar claramente os vivos do mundo inanimado.
A singularidade da vida reside no fato de ter surgido na própria Terra como resultado de transformações geoquímicas de longo prazo (uma etapa da evolução química na história de nosso planeta). Uma vez surgida, a vida de seres vivos unicelulares primitivos no curso de um longo desenvolvimento histórico (o estágio da evolução biológica) atingiu um alto grau de complexidade e adquiriu uma variedade surpreendentemente grande de suas formas.
Assim, a vida é uma forma especial do movimento da matéria, expressa na interação cumulativa das propriedades universais dos organismos.
Como podemos ver, a compreensão moderna da vida, juntamente com suas características tradicionais (metabolismo, crescimento, desenvolvimento, reprodução, hereditariedade, irritabilidade etc.), inclui propriedades como ordem, distinção e estabilidade dinâmica. Ao mesmo tempo, ao caracterizar o fenômeno da vida, deve-se levar em consideração sua diversidade e multiqualidade, uma vez que é representado em nosso planeta por biossistemas de complexidade variável - desde os níveis de organização molecular e celular até o supra-organismal ( biogeocenótico e biosférico).
Um organismo vivo é o principal assunto estudado por uma ciência como a biologia. É formado por células, órgãos e tecidos. Um organismo vivo é aquele que possui uma série de características. Ele respira e come, se mexe ou se move, e também tem filhos.
Ciência da vida
O termo "biologia" foi introduzido por J.B. Lamarck - um naturalista francês - em 1802. Mais ou menos na mesma época e independentemente dele, o botânico alemão G.R. Trevirano.
Numerosos ramos da biologia consideram a diversidade não apenas de organismos atualmente existentes, mas também de organismos já extintos. Eles estudam sua origem e processos evolutivos, estrutura e função, bem como o desenvolvimento individual e as relações com o meio ambiente e entre si.
As seções da biologia consideram padrões particulares e gerais que são inerentes a todos os seres vivos em todas as propriedades e manifestações. Isso se aplica à reprodução, metabolismo, hereditariedade, desenvolvimento e crescimento.
O início da fase histórica
Os primeiros organismos vivos em nosso planeta diferiam significativamente em sua estrutura daqueles existentes atualmente. Eles eram incomparavelmente mais simples. Ao longo de toda a fase de formação da vida na Terra, Ele contribuiu para a melhoria da estrutura dos seres vivos, o que lhes permitiu adaptar-se às condições do mundo circundante.
No estágio inicial, os organismos vivos na natureza comiam apenas componentes orgânicos que surgiam de carboidratos primários. No início de sua história, tanto os animais quanto as plantas eram as menores criaturas unicelulares. Eram semelhantes às atuais amebas, algas verde-azuladas e bactérias. No decorrer da evolução, começaram a aparecer organismos multicelulares, muito mais diversos e complexos do que seus antecessores.
Composição química
Um organismo vivo é aquele que é formado por moléculas de substâncias inorgânicas e orgânicas.
O primeiro desses componentes é a água, assim como os sais minerais. encontrados nas células dos organismos vivos são gorduras e proteínas, ácidos nucléicos e carboidratos, ATP e muitos outros elementos. Vale ressaltar que os organismos vivos em sua composição contêm os mesmos componentes que os objetos, a principal diferença está na proporção desses elementos. Organismos vivos são aqueles noventa e oito por cento cuja composição é hidrogênio, oxigênio, carbono e nitrogênio.
Classificação
O mundo orgânico do nosso planeta hoje tem quase um milhão e meio de diversas espécies animais, meio milhão de espécies vegetais e dez milhões de microorganismos. Tal diversidade não pode ser estudada sem sua sistematização detalhada. A classificação dos organismos vivos foi desenvolvida pela primeira vez pelo naturalista sueco Carl Linnaeus. Ele baseou seu trabalho no princípio hierárquico. A unidade de sistematização foi a espécie, cujo nome foi proposto para ser dado apenas em latim.
A classificação dos organismos vivos usada na biologia moderna indica laços familiares e relações evolutivas de sistemas orgânicos. Ao mesmo tempo, o princípio da hierarquia é preservado.
A totalidade dos organismos vivos que têm uma origem comum, o mesmo conjunto de cromossomos, adaptados a condições semelhantes, vivendo em uma determinada área, cruzando-se livremente e produzindo descendentes capazes de se reproduzir, é uma espécie.
Existe outra classificação em biologia. Esta ciência divide todos os organismos celulares em grupos de acordo com a presença ou ausência de um núcleo formado. Esse
O primeiro grupo é representado por organismos primitivos sem núcleo. Uma zona nuclear se destaca em suas células, mas contém apenas uma molécula. Estas são bactérias.
Os verdadeiros representantes nucleares do mundo orgânico são os eucariontes. As células dos organismos vivos deste grupo possuem todos os principais componentes estruturais. Seu núcleo também é claramente definido. Este grupo inclui animais, plantas e fungos.
A estrutura dos organismos vivos pode ser não apenas celular. A biologia estuda outras formas de vida. Estes incluem organismos não celulares, como vírus, bem como bacteriófagos.
Classes de organismos vivos
Na sistemática biológica, existe um posto de classificação hierárquica, que os cientistas consideram um dos principais. Ele distingue classes de organismos vivos. Os principais incluem o seguinte:
bactérias;
Animais;
Plantas;
Algas marinhas.
Descrição das aulas
Uma bactéria é um organismo vivo. É um organismo unicelular que se reproduz por divisão. A célula de uma bactéria é encerrada em uma concha e tem um citoplasma.
Os cogumelos pertencem à próxima classe de organismos vivos. Na natureza, existem cerca de cinquenta mil espécies desses representantes do mundo orgânico. No entanto, os biólogos estudaram apenas cinco por cento do total. Curiosamente, os fungos compartilham algumas características de plantas e animais. Um papel importante dos organismos vivos desta classe reside na capacidade de decompor o material orgânico. É por isso que os cogumelos podem ser encontrados em quase todos os nichos biológicos.
O mundo animal possui uma grande diversidade. Representantes dessa classe podem ser encontrados em áreas onde, ao que parece, não há condições de existência.
Os animais de sangue quente são a classe mais altamente organizada. Eles receberam esse nome pela maneira como alimentam seus filhos. Todos os representantes dos mamíferos são divididos em ungulados (girafa, cavalo) e carnívoros (raposa, lobo, urso).
Representantes do mundo animal são insetos. Há um grande número deles na Terra. Eles nadam e voam, rastejam e pulam. Muitos dos insetos são tão pequenos que nem conseguem suportar a tensão da água.
Anfíbios e répteis estavam entre os primeiros vertebrados que chegaram à terra em tempos históricos distantes. Até agora, a vida dos representantes dessa classe está ligada à água. Assim, o habitat dos adultos é a terra seca, e sua respiração é realizada pelos pulmões. As larvas respiram por guelras e nadam na água. Atualmente, existem cerca de sete mil espécies dessa classe de organismos vivos na Terra.
As aves são representantes únicos da fauna do nosso planeta. De fato, ao contrário de outros animais, eles são capazes de voar. Quase oito mil e seiscentas espécies de pássaros vivem na Terra. Os representantes desta classe são caracterizados pela plumagem e oviposição.
Os peixes pertencem a um enorme grupo de vertebrados. Eles vivem em corpos d'água e têm barbatanas e brânquias. Os biólogos dividem os peixes em dois grupos. Estes são cartilagem e osso. Atualmente, existem cerca de vinte mil tipos diferentes de peixes.
Dentro da classe de plantas há sua própria gradação. Os representantes da flora são divididos em dicotiledôneas e monocotiledôneas. No primeiro desses grupos, a semente contém um embrião constituído por dois cotilédones. Você pode identificar representantes desta espécie pelas folhas. Eles são perfurados com uma malha de veias (milho, beterraba). O embrião tem apenas um cotilédone. Nas folhas dessas plantas, as veias são dispostas em paralelo (cebola, trigo).
A classe das algas inclui mais de trinta mil espécies. Estas são plantas de esporos que vivem na água que não possuem vasos, mas possuem clorofila. Este componente contribui para a implementação do processo de fotossíntese. As algas não formam sementes. Sua reprodução ocorre vegetativamente ou por esporos. Esta classe de organismos vivos difere das plantas superiores pela ausência de caules, folhas e raízes. Eles têm apenas o chamado corpo, que é chamado de talo.
Funções inerentes aos organismos vivos
O que é fundamental para qualquer representante do mundo orgânico? Esta é a implementação dos processos de troca de energia e matéria. Em um organismo vivo, há uma transformação constante de várias substâncias em energia, bem como mudanças físicas e químicas.
Esta função é uma condição indispensável para a existência de um organismo vivo. É graças ao metabolismo que o mundo dos seres orgânicos difere do inorgânico. Sim, em objetos inanimados também há mudanças na matéria e transformação de energia. No entanto, esses processos têm suas diferenças fundamentais. O metabolismo que ocorre nos objetos inorgânicos os destrói. Ao mesmo tempo, organismos vivos sem processos metabólicos não podem continuar existindo. A consequência do metabolismo é a renovação do sistema orgânico. A cessação dos processos metabólicos acarreta a morte.
As funções de um organismo vivo são variadas. Mas todos eles estão diretamente relacionados aos processos metabólicos que ocorrem nele. Isso pode ser crescimento e reprodução, desenvolvimento e digestão, nutrição e respiração, reações e movimento, excreção de resíduos e secreção, etc. A base de qualquer função do corpo é um conjunto de processos de transformação de energia e substâncias. Além disso, isso é igualmente relevante para as capacidades de tecido, célula, órgão e todo o organismo.
O metabolismo em humanos e animais inclui os processos de nutrição e digestão. Nas plantas, é realizado com a ajuda da fotossíntese. Um organismo vivo na implementação do metabolismo se abastece com as substâncias necessárias para a existência.
Uma importante característica distintiva dos objetos do mundo orgânico é o uso de fontes externas de energia. Um exemplo disso é a luz e a alimentação.
Propriedades inerentes aos organismos vivos
Qualquer unidade biológica possui em sua composição elementos separados, que, por sua vez, formam um sistema inextricavelmente ligado. Por exemplo, no agregado, todos os órgãos e funções de uma pessoa representam seu corpo. As propriedades dos organismos vivos são diversas. Além de uma composição química única e da possibilidade de realizar processos metabólicos, os objetos do mundo orgânico são passíveis de organização. Certas estruturas são formadas a partir do movimento molecular caótico. Isso cria uma certa ordem no tempo e no espaço para todos os seres vivos. A organização estrutural é todo um complexo dos processos auto-reguladores mais complexos que ocorrem em uma determinada ordem. Isso permite que você mantenha a constância do ambiente interno no nível necessário. Por exemplo, o hormônio insulina reduz a quantidade de glicose no sangue quando está em excesso. Com a falta desse componente, ele é reabastecido por adrenalina e glucagon. Além disso, os organismos de sangue quente têm numerosos mecanismos de termorregulação. Esta é a expansão dos capilares da pele e sudorese intensa. Como você pode ver, esta é uma função importante que o corpo executa.
As propriedades dos organismos vivos, características apenas do mundo orgânico, também estão incluídas no processo de auto-reprodução, porque a existência de qualquer um tem um limite de tempo. Somente a auto-reprodução pode sustentar a vida. Essa função é baseada no processo de formação de novas estruturas e moléculas, devido às informações que estão embutidas no DNA. A auto-reprodução está inextricavelmente ligada à hereditariedade. Afinal, cada um dos seres vivos dá à luz sua própria espécie. Através da hereditariedade, os organismos vivos transmitem suas características, propriedades e sinais de desenvolvimento. Essa propriedade se deve à constância. Existe na estrutura das moléculas de DNA.
Outra propriedade característica dos organismos vivos é a irritabilidade. Os sistemas orgânicos sempre reagem às mudanças internas e externas (impactos). Quanto à irritabilidade do corpo humano, ela está intimamente ligada às propriedades inerentes aos tecidos muscular, nervoso e glandular. Esses componentes são capazes de dar impulso à resposta após a contração muscular, a saída de um impulso nervoso, bem como a secreção de várias substâncias (hormônios, saliva, etc.). E se um organismo vivo for privado do sistema nervoso? As propriedades dos organismos vivos na forma de irritabilidade se manifestam neste caso pelo movimento. Por exemplo, os protozoários deixam soluções nas quais a concentração de sal é muito alta. Quanto às plantas, elas são capazes de mudar a posição dos brotos para absorver a luz o máximo possível.
Qualquer sistema vivo pode responder à ação de um estímulo. Esta é outra propriedade dos objetos do mundo orgânico - a excitabilidade. Este processo é fornecido por músculos e tecidos glandulares. Uma das reações finais da excitabilidade é o movimento. A capacidade de se mover é uma propriedade comum de todos os seres vivos, apesar do fato de que externamente alguns organismos são privados dela. Afinal, o movimento do citoplasma ocorre em qualquer célula. Animais anexados também se movem. Movimentos de crescimento devido ao aumento do número de células são observados nas plantas.
Habitat
A existência de objetos do mundo orgânico só é possível sob certas condições. Alguma parte do espaço invariavelmente envolve um organismo vivo ou um grupo inteiro. Este é o habitat.
Na vida de qualquer organismo, os componentes orgânicos e inorgânicos da natureza desempenham um papel significativo. Eles têm um efeito sobre ele. Os organismos vivos são forçados a se adaptar às condições existentes. Assim, alguns dos animais podem viver no Extremo Norte em temperaturas muito baixas. Outros são capazes de existir apenas nos trópicos.
Existem vários habitats no planeta Terra. Entre eles estão:
Terra-água;
chão;
solo;
Organismo vivo;
Solo-ar.
O papel dos organismos vivos na natureza
A vida no planeta Terra existe há três bilhões de anos. E durante todo esse tempo os organismos se desenvolveram, mudaram, se estabeleceram e ao mesmo tempo afetaram seu ambiente.
A influência dos sistemas orgânicos na atmosfera provocou o aparecimento de mais oxigênio. Isso reduziu significativamente a quantidade de dióxido de carbono. As plantas são a principal fonte de produção de oxigênio.
Sob a influência de organismos vivos, a composição das águas do Oceano Mundial também mudou. Algumas rochas são de origem orgânica. Minerais (petróleo, carvão, calcário) também são resultado do funcionamento de organismos vivos. Em outras palavras, os objetos do mundo orgânico são um poderoso fator de transformação da natureza.
Os organismos vivos são uma espécie de indicador que indica a qualidade do ambiente humano. Eles estão conectados por processos complexos com a vegetação e o solo. Com a perda de pelo menos um único elo dessa cadeia, ocorrerá um desequilíbrio do sistema ecológico como um todo. Por isso é importante que a circulação de energia e substâncias no planeta preserve toda a diversidade existente de representantes do mundo orgânico.
O isolamento das propriedades gerais dos organismos vivos permitirá distinguir inequivocamente os vivos dos não vivos. Não existe uma definição exata do que é vida ou organismo vivo, portanto, um ser vivo é identificado por um complexo de suas propriedades, ou signos.
Ao contrário dos corpos de natureza inanimada, os organismos vivos diferem na complexidade de sua estrutura e funcionalidade. Mas se considerarmos cada propriedade separadamente, algumas delas, de uma forma ou de outra, podem ser observadas na natureza inanimada. Por exemplo, os cristais também podem crescer. Portanto, a totalidade das propriedades dos organismos vivos é tão importante.
À primeira vista, a diversidade observada de organismos torna difícil identificar suas propriedades e características comuns. No entanto, com o desenvolvimento histórico das ciências biológicas, muitos padrões gerais de vida observados em grupos de organismos completamente diferentes tornaram-se aparentes.
Além das propriedades dos seres vivos listados abaixo, eles também são frequentemente isolados unidade de composição química(a semelhança em todos os organismos e a diferença nas proporções de elementos entre vivos e não vivos), discrição(organismos são feitos de células, espécies são feitas de indivíduos, etc.), participação no processo de evolução, interação dos organismos uns com os outros, mobilidade, ritmo e etc
Não existe uma lista inequívoca de sinais de uma coisa viva; isso é em parte uma questão filosófica. Muitas vezes, destacando uma propriedade, a segunda se torna sua consequência. Existem sinais dos vivos, consistindo em vários outros. Além disso, as propriedades dos seres vivos estão intimamente interconectadas, e essa interdependência dá um fenômeno tão único da natureza como a vida.
O metabolismo é a principal propriedade da vida
Todos os organismos vivos trocam substâncias com o meio ambiente: certas substâncias entram no corpo a partir do meio ambiente, outras são liberadas no meio ambiente a partir do corpo. Isso caracteriza o organismo como um sistema aberto (também o fluxo através do sistema de energia e informação). A presença de metabolismo seletivo indica que o organismo está vivo.
O metabolismo do próprio corpo inclui dois processos opostos, mas interligados e equilibrados - assimilação (anabolismo) e dissimilação (catabolismo). Cada um deles consiste em numerosas reações químicas, combinadas e ordenadas em ciclos e cadeias de transformação de uma substância em outra.
Como resultado da assimilação, as estruturas do corpo são formadas e atualizadas devido à síntese das substâncias orgânicas complexas necessárias a partir de substâncias orgânicas e inorgânicas mais simples. Como resultado da dissimilação, ocorre a divisão de substâncias orgânicas, enquanto são formadas substâncias mais simples necessárias para o corpo assimilar, e a energia também é armazenada nas moléculas de ATP.
O metabolismo requer um influxo de substâncias de fora, e vários produtos de dissimilação não encontram uso no corpo e devem ser removidos dele.
Todos os organismos vivos de alguma forma comer. A comida serve como fonte de substâncias e energia necessárias. As plantas se alimentam do processo de fotossíntese. Animais e fungos absorvem as substâncias orgânicas de outros organismos, após o que os decompõem em componentes mais simples, a partir dos quais sintetizam suas substâncias.
É comum para organismos vivos seleção uma série de substâncias (em animais, são principalmente produtos de decomposição de proteínas - compostos nitrogenados), que são os produtos finais do metabolismo.
Um exemplo de um processo de assimilação é a síntese de proteínas a partir de aminoácidos. Um exemplo de dissimilação é a oxidação da matéria orgânica com a participação do oxigênio, resultando na formação de dióxido de carbono (CO 2) e água, que são excretados do organismo (pode-se utilizar água).
Dependência energética dos vivos
Para a implementação de processos vitais, os organismos precisam de um influxo de energia. Nos organismos heterotróficos, ele entra com os alimentos, ou seja, seu metabolismo e fluxo de energia estão conectados. Durante a quebra dos nutrientes, a energia é liberada, armazenada em outras substâncias, e parte é dissipada na forma de calor.
As plantas são autotróficas e recebem energia inicial do Sol (capturam sua radiação). Essa energia vai para a síntese de substâncias orgânicas primárias (nas quais é armazenada) a partir de substâncias inorgânicas. Isso não significa que reações químicas de decomposição (dissimilação) de substâncias orgânicas não ocorram nas plantas para obtenção de energia. No entanto, as plantas não recebem matéria orgânica de fora por meio da nutrição. Ela é completamente "deles".
A energia vai para apoiar a ordem, a estruturação dos organismos vivos, o que é importante para a ocorrência de inúmeras reações químicas neles. A oposição à entropia é uma importante propriedade dos vivos.
Respiração- Este é um processo característico dos organismos vivos, como resultado da divisão de compostos de alta energia. A energia liberada nesse processo é armazenada em ATP.
Na natureza inanimada (quando os processos são deixados ao acaso), a estrutura dos sistemas é mais cedo ou mais tarde perdida. Nesse caso, um ou outro equilíbrio é estabelecido (por exemplo, um corpo quente cede calor a outros, a temperatura dos corpos se iguala). Quanto menos ordem, mais entropia. Se o sistema estiver fechado e houver processos que não se equilibram, a entropia aumenta (segunda lei da termodinâmica). Os organismos vivos têm a capacidade de reduzir a entropia mantendo a estrutura interna devido ao influxo de energia de fora.
Hereditariedade e variabilidade como propriedade dos vivos
A auto-renovação das estruturas dos organismos vivos, bem como a reprodução (auto-reprodução) dos organismos, baseia-se na hereditariedade, que está associada às características das moléculas de DNA. Ao mesmo tempo, podem aparecer mudanças no DNA que levam à variabilidade dos organismos e possibilitam o processo evolutivo. Assim, os organismos vivos possuem informações genéticas (biológicas), que também podem ser designadas como característica principal e exclusiva dos vivos.
Apesar da capacidade de autorrenovação, ela não é eterna nos organismos. O tempo de vida de um indivíduo é limitado. No entanto, os vivos permanecem imortais através do processo Reprodução que pode ser sexual ou assexual. Nesse caso, as características dos pais são herdadas passando seu DNA para os descendentes.
A informação biológica é registrada usando um código genético especial que é universal para todos os organismos da Terra, o que pode indicar a unidade da origem dos seres vivos.
O código genético é armazenado e implementado em polímeros biológicos: DNA, RNA, proteínas. Tais moléculas complexas também são uma característica dos vivos.
A informação armazenada no DNA, quando transferida para proteínas, é expressa para organismos vivos em propriedades como seu genótipo e fenótipo. Todos os organismos os possuem.
Crescimento e desenvolvimento - propriedades dos organismos vivos
Crescimento e desenvolvimento são as propriedades dos organismos vivos realizadas no processo de sua ontogênese (desenvolvimento individual). O crescimento é um aumento no tamanho e no peso do corpo, mantendo o plano geral da estrutura. No processo de desenvolvimento, o organismo muda, adquire novos recursos e funcionalidades, outros podem ser perdidos. Ou seja, como resultado do desenvolvimento, surge um novo estado qualitativo. Nos organismos vivos, o crescimento geralmente é acompanhado pelo desenvolvimento (ou desenvolvimento pelo crescimento). O desenvolvimento é dirigido e irreversível.
Além do desenvolvimento individual, destaca-se o desenvolvimento histórico da vida na Terra, que é acompanhado pela formação de novas espécies e pela complicação das formas de vida.
Embora o crescimento também possa ser observado na natureza inanimada (por exemplo, em cristais ou estalagmites de cavernas), seu mecanismo em organismos vivos é diferente. Na natureza inanimada, o crescimento é realizado simplesmente anexando uma substância à superfície externa. Os organismos vivos crescem à custa dos nutrientes ingeridos. Ao mesmo tempo, não tanto as próprias células aumentam nelas, mas seu número aumenta.
Irritabilidade e autorregulação
Os organismos vivos têm a capacidade de mudar seu estado dentro de certos limites, dependendo das condições do ambiente externo e interno. No processo de evolução, as espécies desenvolveram várias formas de registrar parâmetros ambientais (entre outras coisas por meio dos órgãos dos sentidos) e responder a vários estímulos.
A irritabilidade dos organismos vivos é seletiva, ou seja, eles reagem apenas ao que é importante para sua sobrevivência.
A irritabilidade está por trás da auto-regulação do corpo, que, por sua vez, tem um valor adaptativo. Assim, com o aumento da temperatura corporal nos mamíferos, os vasos sanguíneos se expandem, liberando calor para o ambiente em maior quantidade. Como resultado, a temperatura do animal é normalizada.
Em animais superiores, muitas reações a estímulos externos dependem de um comportamento bastante complexo.
Os sistemas vivos têm características comuns:
1. unidade de composição química atesta a unidade e conexão da matéria viva e inanimada.
Exemplo:
a composição dos organismos vivos inclui os mesmos elementos químicos que os objetos de natureza inanimada, mas em diferentes proporções quantitativas (ou seja, os organismos vivos têm a capacidade de acumular e absorver elementos seletivamente). Mais de \(90\)% da composição química recai sobre quatro elementos: C, O, N, H, que estão envolvidos na formação de moléculas orgânicas complexas (proteínas, ácidos nucléicos, carboidratos, lipídios).
2. Estrutura celular (Unidade de organização estrutural). Todos os organismos na Terra são constituídos por células. Não há vida fora da célula.
3. Metabolismo (abertura dos sistemas vivos). Todos os organismos vivos são "sistemas abertos".
Abertura do sistema- uma propriedade de todos os sistemas vivos associada a um fornecimento constante de energia externa e à remoção de resíduos (um organismo está vivo enquanto troca substâncias e energia com o meio ambiente).
Metabolismo - um conjunto de transformações bioquímicas que ocorrem no corpo e em outros biossistemas.
O metabolismo consiste em dois processos inter-relacionados: a síntese de substâncias orgânicas (assimilação) no corpo (devido a fontes externas de energia - luz e alimentos) e o processo de decomposição de substâncias orgânicas complexas (dissimilação) com a liberação de energia, que é então consumido pelo organismo. O metabolismo garante a constância da composição química em condições ambientais em constante mudança.
4. Reprodução automática (Reprodução)- a capacidade dos sistemas vivos de reproduzir sua própria espécie. A capacidade de auto-reprodução é a propriedade mais importante de todos os organismos vivos. Baseia-se no processo de duplicação de moléculas de DNA com subseqüente divisão celular.
5. Auto-regulação (Homeostase)- manter a constância do ambiente interno do corpo em condições ambientais em constante mudança. Qualquer organismo vivo garante a manutenção da homeostase (a constância do ambiente interno do corpo). A violação persistente da homeostase leva à morte do corpo.
6. Desenvolvimento e crescimento. O desenvolvimento do vivente é representado pelo desenvolvimento individual do organismo (ontogênese) e o desenvolvimento histórico da natureza viva (filogênese).
- No processo de desenvolvimento individual, as propriedades individuais do organismo se manifestam de forma gradual e consistente e seu crescimento é realizado (todos os organismos vivos crescem durante a vida).
- O resultado do desenvolvimento histórico é uma complicação progressiva geral da vida e toda a diversidade de organismos vivos na Terra. O desenvolvimento é entendido tanto como desenvolvimento individual quanto como desenvolvimento histórico.
7. Irritabilidade- a capacidade do corpo de responder seletivamente a estímulos externos e internos (reflexos em animais; tropismos, taxises e nastia em plantas).
8. Hereditariedade e variabilidade são fatores de evolução, porque produzem material para seleção.
- Variabilidade- a capacidade dos organismos de adquirir novos recursos e propriedades como resultado da influência do ambiente externo e / ou alterações no aparelho hereditário (moléculas de DNA).
- Hereditariedade- a capacidade de um organismo transmitir suas características às gerações subseqüentes.
9. Capacidade de adaptação- no processo de desenvolvimento histórico e sob a influência da seleção natural, os organismos adquirem adaptações às condições ambientais (adaptação). Organismos que não possuem as adaptações necessárias morrem.
10. Integridade (Continuidade) E discreção (descontinuidade). A vida é integral e ao mesmo tempo discreta. Esse padrão é inerente tanto à estrutura quanto à função.
Qualquer organismo é um sistema integral, que ao mesmo tempo consiste em unidades discretas - estruturas celulares, células, tecidos, órgãos, sistemas de órgãos. O mundo orgânico é integral, pois todos os organismos e os processos que nele ocorrem estão interligados. Ao mesmo tempo, é discreto, pois é composto de organismos individuais.
Algumas das propriedades listadas acima também podem ser inerentes à natureza inanimada.
Exemplo:
os organismos vivos são caracterizados pelo crescimento, mas os cristais também crescem! Embora esse crescimento não tenha aqueles parâmetros qualitativos e quantitativos inerentes ao crescimento dos seres vivos.
Exemplo:
uma vela acesa é caracterizada pelos processos de troca e transformação de energia, mas não é capaz de auto-regulação e auto-reprodução.
A biologia é uma ciência que estuda a vida em todas as direções e as propriedades gerais dos seres vivos.
Segundo Engels, a vida é um modo de existência de corpos protéicos, cujo momento essencial é yavl. uma troca constante de substâncias com o meio ambiente, com o término da qual a vida cessa, o que leva à quebra das proteínas.
Definição moderna: os corpos vivos que existem na Terra são sistemas auto-reguladores e auto-reprodutores abertos construídos a partir de biopolímeros - proteínas e ácidos nucléicos.
Os organismos vivos são caracterizados por propriedades que os distinguem dos objetos de natureza inanimada:
1. determinada composição química.
Os organismos vivos contêm os mesmos elementos químicos que os objetos inanimados, mas em proporções diferentes. De 100 elementos, são necessários 20. São distinguidos os elementos obrigatórios (organogênicos) - hidrogênio, carbono, oxigênio, nitrogênio.
Sódio, potássio, cálcio, magnésio, enxofre, fósforo também são importantes. Todos os organismos são construídos a partir de proteínas, gorduras, carboidratos e ácidos nucléicos.
2. A presença de uma estrutura celular (exceto bactérias).
Uma célula é uma unidade estrutural e funcional dos seres vivos.
3. Metabolismo e dependência energética.
Um organismo vivo é um sistema estável aberto, que, quando a energia é fornecida de fora, está em equilíbrio dinâmico.
4. A capacidade de autorregulação.
A homeostase é a capacidade de manter a constância das propriedades químicas e físicas.
Indicadores de homeostase: temperatura, pressão, quantidade de água, energia, taxa de processos metabólicos.
Nos tecidos, o indicador da homeostase é o número de células.
Nos órgãos - a intensidade do trabalho.
Nas populações, a proporção de faixas etárias e composição sexual.
5. A capacidade de se reproduzir.
a. Reprodução da própria espécie.
b. Transferência de informações hereditárias.
c. O principal portador de informações yavl. cromossomos.
6. Hereditariedade.
A hereditariedade é a capacidade dos organismos vivos de transmitir características e propriedades de geração em geração usando DNA e RNA. Os padrões são estudados pela genética. Mendel sugeriu que as características são determinadas pelos genes. Um gene é uma seção de uma molécula de DNA que codifica a estrutura primária de uma proteína.
Gene - proteína - sinal.
7. Variabilidade.
Variabilidade é a capacidade dos organismos vivos de adquirir novos recursos e propriedades no processo de desenvolvimento individual. A variação cria material para a seleção natural.
8. Desenvolvimento individual.
Ontogênese é o processo de desenvolvimento individual de um organismo desde o momento da fertilização até o momento da morte. O desenvolvimento é acompanhado pelo crescimento, a duração do crescimento é limitada pelos processos de envelhecimento.
Ι. Proentogênese-gametogênese, fertilização.
ΙΙ. O período embrionário é o nascimento.
ΙΙΙ. Pós-embrionário - juvenil, estágio de maturidade, estágio de velhice.
9. Desenvolvimento histórico.
Filogenia - o desenvolvimento histórico do mundo; desenvolvimento irreversível e direcionado da vida selvagem, acompanhado pelo surgimento de novas espécies e pela progressiva complicação da vida. Toda a diversidade de espécies vegetais e animais é resultado da evolução.
10. Irritabilidade.
A irritabilidade é a capacidade dos organismos vivos de responder a estímulos externos e internos com reações específicas.
fototropismo (virar as folhas para o sol);
geotropismo (crescimento da ponta da raiz em relação ao centro da Terra);
táxis (movimento unidirecional PARA ou DA fonte de irritação);
reflexo (propriedade do corpo de responder à ação de estímulos com a participação obrigatória do sistema nervoso).
11. Movimento.
Os organismos podem se mover de várias maneiras:
a. Amebóide - com a ajuda de pseudópodes (ameba comum, leucócitos);
b. Reativo - disparando um jato de água (água-viva, cefalópodes);
c. Ciliar - com a ajuda de cílios - excrescências celulares cercadas por um citolema (sapato ciliado).
d. Flagelos - com a ajuda de um flagelo - uma protuberância de uma célula cercada por um citolema, mas mais longa que um cílios (euglena green, Volvox, esperma).
e. Com a ajuda de músculos contráteis.
12. Ritmo.
Ritmo é a repetição de estados do corpo durante um período de tempo em resposta a mudanças no ambiente externo. Biorritmos (ectógenos - externos; endógenos - internos).
13. integridade e discrição.
Por um lado, a natureza viva é integral, organizada, sujeita a certas leis. Por outro lado, a natureza é discreta, ou seja, Qualquer sistema biológico consiste em elementos isolados, mas intimamente relacionados.
O princípio da discrição formou a base das ideias sobre o nível de organização da matéria viva.
Níveis de organização da natureza viva.
O nível de organização da natureza viva é o lugar funcional de um determinado sistema biológico de certo grau de complexidade no sistema geral dos seres vivos.
O desenvolvimento de níveis no processo de origem do inferior ao superior, com o advento de um nível superior, o anterior não desapareceu, mas apenas perdeu seu papel principal, foi incluído como estrutura subordinada ou unidade funcional.
Mesa número 1. Níveis de organização dos vivos.
| Nome do nível | biossistema | conceito | Elementos, arr. sistema. | Ciência |
| Genética molecular. (troca de in-in e transmissão de informações herdadas) | Biopolímeros (proteínas, ácidos nucléicos, polissacarídeos). | Biopolímeros- substâncias orgânicas complexas com grande peso molecular, constituídas por monômeros. | AA, nucleotídeos, monossacarídeos | Genética Mol. Biologia Bioquímica Biofísica |
| Celular. (exceto vírus) | Célula | Célula- unidade estrutural e funcional dos vivos. | Núcleo do Citoplasma da Concha | Citologia |
| Organísmico. Subníveis subordinados: Tecido Órgão. | Tecido => Órgãos => Sistemas de órgãos => Organismo | Têxtil- um conjunto de células que são semelhantes em estrutura, origem e desempenham funções comuns. Órgão- uma parte do corpo que executa certas funções. sistema de órgãos- vários órgãos que têm um plano estrutural comum, unidade de origem e desempenham uma grande função. organismo- qualquer criatura que tenha as propriedades de um ser vivo. | Células. In-in intercelular. Têxtil. Sistemas orgânicos | Histologia Anatomia Fisiologia |
| níveis supraorganismais | ||||
| População-espécie. Subordinados: Espécie da População | Espécies da População | população- um conjunto de indivíduos da mesma espécie habitando um espaço com condições homogêneas. Visualizar- um conjunto de populações, cujos indivíduos ocupam uma determinada área, capazes de se cruzar e produzir descendentes férteis. | Indivíduos Populações | Ecologia populacional |
| biogeocenótico | Biogeocenose (comunidade de organismos vivos) + Biótopo (seção de um ambiente abiótico) | Biogeocenose- um conjunto de organismos de diferentes espécies que vivem em um determinado território e estão interligados por laços espaciais e digestivos. Principal função - a circulação de matéria e energia, que consiste na transformação da energia do Sol em todos os tipos de energia. | tipos | ecologia comunitária |
| biosférico | Biosfera | Biosfera- a concha da Terra, habitada por organismos vivos, inclui a parte inferior da atmosfera, toda a hidrosfera e a parte superior da litosfera. | Biogeocenoses | Ecologia |
Seção 1.
Fundamentos de Citologia. O conceito de citologia. O sujeito e a tarefa da citologia.
Citologia - uma ciência que estuda a estrutura, composição química, desenvolvimento e funções, os processos de reprodução, restauração e adaptação da célula às mudanças nas condições ambientais.
A citologia, como ciência independente, surgiu em meados do século X com a publicação de teoria celular de Schleiden e Schwann (1838-1839). Nos últimos 20 a 30 anos, passou de uma ciência descritiva para uma experimental.
A tarefa da citologia moderna: o estudo da estrutura detalhada das células e seu funcionamento; estudo das funções de componentes individuais, reprodução de células e adaptação ao meio ambiente.
A citologia é a base para várias ciências (anatomia, histologia, genética, fisiologia, bioquímica, ecologia). A citologia é de grande importância para a medicina. qualquer doença tem uma patologia de células específicas, o que é importante para entender o desenvolvimento da doença, diagnóstico, tratamento e prevenção.
História do desenvolvimento da citologia.
O desenvolvimento da citologia está associado à criação e aperfeiçoamento de dispositivos ópticos que permitem examinar e estudar células.
1610 - O cientista holandês Galileu Galilei construiu o primeiro microscópio, e após seu aperfeiçoamento em 1924, pôde ser utilizado para os primeiros estudos.
1665 - O cientista inglês R. Hooke, usando lentes de aumento, observou uma seção fina de uma placa de cortiça e as chamou de células.
Na segunda metade do século XV, as descrições de Hooke formaram a base dos estudos de Malpighe sobre anatomia vegetal, o que confirmou a teoria de Hooke.
1680 - O cientista holandês Anthony van Leeuwenhoek descobriu o mundo dos organismos unicelulares e viu células animais. Ele descobriu e descreveu eritrócitos, espermatozóides, células do músculo cardíaco.
Um maior progresso no estudo da célula está associado ao desenvolvimento da microscopia no século XIX. As ideias sobre a estrutura das células mudaram: não a parede celular, mas o citoplasma passou a ser considerado o principal na organização da célula (Purkinė, 1830).
Na década de 30 do século XΙX, o cientista inglês O cientista inglês Brown descobriu o núcleo nas células vegetais e propôs o termo "núcleo". Encontrou o núcleo nas células de fungos e animais. Essas e outras numerosas observações permitiram a Schwann fazer várias generalizações. Então Schwann mostrou que as células de plantas e animais são fundamentalmente semelhantes entre si. Schwann formulou a teoria celular, porque. ao criar uma teoria, ele usou as obras de Schleiden, então ele também é considerado o criador da teoria.
