vlastnosti živých organizmov. Schopnosť živých organizmov reagovať na vonkajšie vplyvy je vrodená vlastnosť a ochranná reakcia.Výsledok prejavu ktorej vlastnosti živých organizmov
Pojem biosystém. Podľa moderných predstáv živá hmota existuje vo forme živé systémy – biosystémy. Pripomeňme, že systém sa nazýva holistická formácia, vytvorená súborom prvkov, ktoré sú navzájom prirodzene spojené a vykonávajú špeciálne funkcie.
Živé systémy alebo biosystémy sú bunky a organizmy, druhy a populácie, biogeocenózy a biosféra (univerzálny, globálny biosystém). V týchto biosystémoch rôznej zložitosti sa život prejavuje množstvom spoločných vlastností živej hmoty.
Životné vlastnosti. V biológii sa už dlho vlastnosti živých vecí tradične zvažujú na príklade takých biosystémov, ako je organizmus.
Všetky živé bytosti (jednobunkové aj mnohobunkové) majú tieto charakteristické vlastnosti: metabolizmus, dráždivosť, pohyblivosť, schopnosť rásť a vyvíjať sa, rozmnožovanie (samoreprodukcia), prenos vlastností z generácie na generáciu, usporiadanosť v štruktúre a funkciách, celistvosť a diskrétnosť (izolácia), energetická závislosť od vonkajšieho prostredia. Živé bytosti sa vyznačujú aj špecifickým vzťahom medzi sebou a s okolím, ktorý im poskytuje mobilnú rovnováhu (dynamickú stabilitu) existencie v prírode. Tieto vlastnosti sa považujú za univerzálne, pretože sú charakteristické pre všetky organizmy. Niektoré z týchto vlastností môžu byť aj v neživej prírode, ale spolu sú charakteristické len pre živé veci. Stručne charakterizujme tieto vlastnosti.
Jednota chemického zloženia.Živé organizmy sa skladajú z rovnakých chemických prvkov ako telá neživej prírody, ale pomer týchto prvkov je charakteristický len pre živé. V živých systémoch asi 98 % chemického zloženia tvoria štyri chemické prvky ( uhlík, kyslík, dusík a vodík), ktoré sú súčasťou organických látok a na celkovej hmote telesných látok má hlavný podiel voda (najmenej 70 – 85 %).
Jednota štrukturálnej organizácie. Jednotkou štruktúry, života, reprodukcie a individuálneho vývoja je bunka. Mimo bunky sa nenašiel žiadny život.
Metabolizmus a energia je súbor chemických reakcií, ktoré zabezpečujú vstup energie a chemických zlúčenín do organizmu z vonkajšieho prostredia, ich premenu v organizme a odvod z organizmu do okolia vo forme premenenej energie a odpadových látok. Metabolizmus a prúdenie energie realizuje prepojenie organizmu s vonkajším prostredím, čo je podmienkou jeho života.
Reprodukcia (sebareprodukcia)- to je najdôležitejšia vlastnosť života, ktorej podstatu obrazne vyjadril Louis Pasteur: "Všetko živé pochádza len zo živých vecí." Život, ktorý kedysi vznikol spontánnym pokolením, odvtedy dáva vznikať iba živým. Táto vlastnosť je založená na jedinečnej schopnosti sebareprodukovať hlavné riadiace systémy tela: chromozómy, DNA, gény. V tomto spojení dedičnosť ako mechanizmus sebareprodukcie je jedinečnou vlastnosťou iba živých bytostí. Niekedy dochádza k reprodukcii živých organizmov so zavedením zmien, ktoré vznikli mutáciami. Takéto zmeny, ktoré spôsobujú výskyt variability, môžu spôsobiť určité odchýlky od počiatočného stavu a rozmanitosti počas reprodukcie.
Schopnosť rásť a rozvíjať sa. Rast je nárast hmotnosti a veľkosti jednotlivca v dôsledku nárastu hmotnosti a počtu buniek. Vývoj je nezvratný, prirodzene riadený proces kvalitatívnych zmien v organizme od okamihu jeho narodenia až po smrť. Rozlišujte medzi individuálnym vývojom organizmov alebo ontogenézou (gr. tov- "existujúci"; genéza- "pôvod") a historický vývoj - evolúcia. Evolúcia je nezvratná premena živej prírody sprevádzaná vznikom nových druhov prispôsobených novým podmienkam prostredia.
Dedičnosť- vlastnosť živých organizmov zabezpečovať materiálnu a funkčnú kontinuitu medzi generáciami, ako aj určovať špecifický charakter individuálneho vývoja v určitých podmienkach prostredia.
Táto vlastnosť sa uskutočňuje v procese prenosu materiálnych jednotiek dedičnosti - génov zodpovedných za tvorbu charakteristík a vlastností organizmu.
Variabilita- vlastnosť živých organizmov existovať v rôznych formách. Variácie sa môžu realizovať v jednotlivých organizmoch alebo bunkách v priebehu individuálneho vývoja alebo v rámci skupiny organizmov v sérii generácií počas sexuálneho alebo nepohlavného rozmnožovania.
Podráždenosť sú špecifické reakcie organizmov na zmeny prostredia. V reakcii na vplyv environmentálnych faktorov aktívnou reakciou podráždenosti organizmy interagujú s prostredím a prispôsobujú sa mu, čo im pomáha prežiť. Prejavy dráždivosti môžu byť rôzne: pohyblivosť zvierat pri získavaní potravy, pri ochrane pred nepriaznivými podmienkami, v nebezpečenstve; orientované rastové pohyby (tropizmy) u rastlín a húb smerom k svetlu, pri hľadaní minerálnej výživy a pod.
Energetická závislosť. Všetky organizmy potrebujú energiu na realizáciu životne dôležitých procesov, na pohyb, udržiavanie poriadku, na rozmnožovanie. Vo väčšine prípadov na to organizmy využívajú slnečnú energiu: niektoré sú priamo autotrofy (zelené rastliny a sinice), iné nepriamo, vo forme organických látok skonzumovanej potravy, sú heterotrofné (živočíchy, huby, baktérie a vírusy). Na tomto základe sa berú do úvahy všetky živé systémy otvorené systémy, stabilne existujúce v podmienkach nepretržitého prílevu hmoty a energie z vonkajšieho prostredia a odstraňovanie niektorých z nich po využití biosystémom do vonkajšieho prostredia.
diskrétnosť(lat. discretus- "rozdelené", "izolované") a bezúhonnosť. Všetky organizmy sú od seba relatívne izolované a predstavujú dobre rozlíšených jedincov, populácie, druhy a iné biosystémy. Diskrétnosť je diskontinuita štruktúry akéhokoľvek živého systému, to znamená možnosť jeho rozdelenia na samostatné zložky. Integrita je štrukturálna a funkčná jednota živého systému, ktorého jednotlivé prvky fungujú ako jeden celok.
Rytmus sú periodicky sa opakujúce zmeny intenzity a charakteru biologických procesov a javov.
Rytmus je založený na biologických rytmoch, ktoré môžu mať periódu zodpovedajúcu slnečnému dňu (24 hodín), lunárnemu dňu (12,4 alebo 24,8 hodiny), lunárnemu mesiacu (29,53 dňa) a astronomickému roku.
Organizmy v priebehu svojej existencie vytvárajú environmentálnu činnosť, ktorá má veľký význam. Napríklad dážďovky sa podieľajú na tvorbe pôdy a zvyšujú jej úrodnosť; rastliny obohacujú atmosféru o kyslík, zabezpečujú zadržiavanie snehu, regulujú hladinu podzemných vôd, vytvárajú potrebné podmienky pre ich existenciu a pre usídlenie organizmov iných druhov. Živé bytosti teda závisia od prostredia, prispôsobujú sa existencii v ňom. Zároveň sa v dôsledku životnej činnosti organizmov mení aj samotné prostredie.
Živé bytosti sú tiež charakterizované určitými rytmami životných procesov v závislosti od dennej a sezónnej dynamiky zmien počasia a klimatických podmienok na Zemi.
Všetky tieto kritériá vo svojej úplnosti, charakteristické len pre divokú zver, umožňujú jasne oddeliť živé od neživého sveta.
Jedinečnosť života spočíva v tom, že na samotnej Zemi vznikol v dôsledku dlhodobých geochemických premien (etapa chemickej evolúcie v histórii našej planéty). Po svojom vzniku život z primitívnych jednobunkových živých bytostí v priebehu dlhého historického vývoja (štádium biologickej evolúcie) dosiahol vysoký stupeň zložitosti a nadobudol prekvapivo veľkú rozmanitosť svojich foriem.
Život je teda špeciálna forma pohybu hmoty, vyjadrená v kumulatívnej interakcii univerzálnych vlastností organizmov.
Ako vidíme, moderné chápanie života spolu s jeho tradičnými charakteristikami (metabolizmus, rast, vývoj, rozmnožovanie, dedičnosť, dráždivosť atď.) zahŕňa také vlastnosti, ako je usporiadanosť, diskrétnosť a dynamická stabilita. Zároveň pri charakterizovaní fenoménu života treba brať do úvahy jeho rozmanitosť a multikvalitu, keďže ho na našej planéte reprezentujú biosystémy rôznej zložitosti – od molekulárnej a bunkovej úrovne organizácie až po nadorganizmus ( biogeocenotické a biosférické).
Živý organizmus je hlavným predmetom, ktorý študuje taká veda, ako je biológia. Skladá sa z buniek, orgánov a tkanív. Živý organizmus je taký, ktorý má množstvo charakteristických znakov. Dýcha a je, mieša sa či hýbe a má aj potomstvo.
Veda o živote
Termín „biológia“ zaviedol J.B. Lamarck - francúzsky prírodovedec - v roku 1802. Približne v rovnakom čase a nezávisle od neho dal takýto názov vede o živom svete nemecký botanik G.R. Treviranus.
Mnohé odvetvia biológie berú do úvahy rozmanitosť nielen v súčasnosti existujúcich, ale aj už vyhynutých organizmov. Študujú ich vznik a evolučné procesy, štruktúru a funkciu, ako aj individuálny vývoj a vzťahy s prostredím a medzi sebou navzájom.
Časti biológie zvažujú konkrétne a všeobecné vzorce, ktoré sú vlastné všetkým živým veciam vo všetkých vlastnostiach a prejavoch. To platí pre reprodukciu, metabolizmus, dedičnosť, vývoj a rast.
Začiatok historickej etapy
Prvé živé organizmy na našej planéte sa svojou štruktúrou výrazne líšili od tých, ktoré v súčasnosti existujú. Boli neporovnateľne jednoduchšie. Počas celej etapy formovania života na Zemi prispel k zlepšeniu štruktúry živých bytostí, čo im umožnilo prispôsobiť sa podmienkam okolitého sveta.
V počiatočnom štádiu živé organizmy v prírode jedli iba organické zložky, ktoré vznikli z primárnych sacharidov. Na úsvite svojej histórie boli zvieratá aj rastliny najmenšími jednobunkovými tvormi. Boli podobné dnešným amébám, modrozeleným riasam a baktériám. V priebehu evolúcie sa začali objavovať mnohobunkové organizmy, ktoré boli oveľa rozmanitejšie a zložitejšie ako ich predchodcovia.
Chemické zloženie
Živý organizmus je taký, ktorý je tvorený molekulami anorganických a organických látok.
Prvou z týchto zložiek je voda, ako aj minerálne soli. nachádzajúce sa v bunkách živých organizmov sú tuky a bielkoviny, nukleové kyseliny a sacharidy, ATP a mnohé ďalšie prvky. Za zmienku stojí skutočnosť, že živé organizmy vo svojom zložení obsahujú rovnaké zložky, aké majú predmety.Hlavný rozdiel je v pomere týchto prvkov. Živé organizmy sú tie, ktorých deväťdesiatosem percent tvorí vodík, kyslík, uhlík a dusík.
Klasifikácia
Organický svet našej planéty má dnes takmer jeden a pol milióna rozmanitých živočíšnych druhov, pol milióna rastlinných druhov a desať miliónov mikroorganizmov. Takáto rozmanitosť sa nedá študovať bez jej podrobnej systematizácie. Klasifikáciu živých organizmov ako prvý vypracoval švédsky prírodovedec Carl Linnaeus. Svoju tvorbu postavil na hierarchickom princípe. Jednotkou systematizácie bol druh, ktorého názov sa navrhoval uvádzať len v latinčine.
Klasifikácia živých organizmov používaná v modernej biológii naznačuje rodinné väzby a evolučné vzťahy organických systémov. Zároveň je zachovaný princíp hierarchie.
Všetky živé organizmy, ktoré majú spoločný pôvod, rovnakú sadu chromozómov, prispôsobené podobným podmienkam, žijúce na určitom území, voľne sa krížia a produkujú potomstvo schopné reprodukcie, je druh.
V biológii existuje ďalšia klasifikácia. Táto veda rozdeľuje všetky bunkové organizmy do skupín podľa prítomnosti alebo neprítomnosti vytvoreného jadra. Toto
Prvú skupinu predstavujú primitívne organizmy bez jadra. V ich bunkách vyniká jadrová zóna, ktorá však obsahuje iba molekulu. Toto sú baktérie.
Skutočnými jadrovými predstaviteľmi organického sveta sú eukaryoty. Bunky živých organizmov tejto skupiny majú všetky hlavné štrukturálne zložky. Ich jadro je tiež jasne definované. Do tejto skupiny patria živočíchy, rastliny a huby.
Štruktúra živých organizmov môže byť nielen bunková. Biológia študuje iné formy života. Patria sem nebunkové organizmy, ako sú vírusy, ako aj bakteriofágy.
Triedy živých organizmov
V biologickej systematike existuje hierarchická klasifikácia, ktorú vedci považujú za jednu z hlavných. Rozlišuje triedy živých organizmov. Medzi hlavné patria nasledujúce:
baktérie;
Zvieratá;
Rastliny;
Morské riasy.
Popis tried
Baktéria je živý organizmus. Je to jednobunkový organizmus, ktorý sa rozmnožuje delením. Bunka baktérie je uzavretá v obale a má cytoplazmu.
Huby patria do ďalšej triedy živých organizmov. V prírode existuje asi päťdesiat tisíc druhov týchto predstaviteľov organického sveta. Biológovia však študovali len päť percent z ich celkového počtu. Je zaujímavé, že huby zdieľajú niektoré vlastnosti rastlín aj zvierat. Dôležitá úloha živých organizmov tejto triedy spočíva v schopnosti rozkladať organický materiál. Preto sa huby nachádzajú takmer vo všetkých biologických výklenkoch.
Svet zvierat sa môže pochváliť veľkou rozmanitosťou. Zástupcovia tejto triedy sa nachádzajú v oblastiach, kde, zdá sa, neexistujú podmienky na existenciu.
Teplokrvné zvieratá sú najviac organizovanou triedou. Svoje meno dostali podľa spôsobu kŕmenia svojich potomkov. Všetci zástupcovia cicavcov sa delia na kopytníky (žirafa, kôň) a mäsožravce (líška, vlk, medveď).
Zástupcovia živočíšneho sveta sú hmyz. Na Zemi je ich obrovské množstvo. Plávajú a lietajú, plazia sa a skáču. Mnohé z hmyzu sú také malé, že nie sú schopné vydržať ani vodné napätie.
Obojživelníky a plazy patrili medzi prvé stavovce, ktoré sa dostali na súš vo vzdialených historických časoch. Doteraz je život predstaviteľov tejto triedy spojený s vodou. Biotopom dospelých je teda suchá zem a ich dýchanie sa uskutočňuje pľúcami. Larvy dýchajú žiabrami a plávajú vo vode. V súčasnosti je na Zemi asi sedemtisíc druhov tejto triedy živých organizmov.
Vtáky sú jedinečnými predstaviteľmi fauny našej planéty. Na rozdiel od iných zvierat sú skutočne schopní lietať. Na Zemi žije takmer osemtisíc šesťsto druhov vtákov. Zástupcovia tejto triedy sa vyznačujú perím a vajcovodom.
Ryby patria do obrovskej skupiny stavovcov. Žijú vo vodných útvaroch a majú plutvy a žiabre. Biológovia rozdeľujú ryby do dvoch skupín. Sú to chrupavky a kosti. V súčasnosti existuje asi dvadsaťtisíc rôznych druhov rýb.
V rámci triedy rastlín existuje vlastná gradácia. Zástupcovia flóry sa delia na dvojklíčnolistové a jednoklíčnolistové. V prvej z týchto skupín obsahuje semeno embryo pozostávajúce z dvoch kotyledónov. Zástupcov tohto druhu môžete identifikovať podľa listov. Sú prepichnuté sieťkou žíl (kukurica, repa). Embryo má iba jeden kotyledón. Na listoch takýchto rastlín sú žily usporiadané paralelne (cibuľa, pšenica).
Trieda rias zahŕňa viac ako tridsaťtisíc druhov. Sú to vodné spórové rastliny, ktoré nemajú cievy, ale majú chlorofyl. Táto zložka prispieva k realizácii procesu fotosyntézy. Riasy netvoria semená. K ich reprodukcii dochádza vegetatívne alebo spórami. Táto trieda živých organizmov sa líši od vyšších rastlín absenciou stoniek, listov a koreňov. Majú len takzvané telo, ktoré sa nazýva talus.
Funkcie vlastné živým organizmom
Čo je zásadné pre každého predstaviteľa organického sveta? Ide o realizáciu procesov výmeny energie a hmoty. V živom organizme dochádza k neustálej premene rôznych látok na energiu, ako aj k fyzikálnym a chemickým zmenám.
Táto funkcia je nevyhnutnou podmienkou existencie živého organizmu. Práve vďaka metabolizmu sa svet organických bytostí líši od toho anorganického. Áno, v neživých predmetoch dochádza aj k zmenám hmoty a k premene energie. Tieto procesy však majú svoje zásadné rozdiely. Metabolizmus, ktorý sa vyskytuje v anorganických predmetoch, ich ničí. Zároveň živé organizmy bez metabolických procesov nemôžu pokračovať vo svojej existencii. Dôsledkom metabolizmu je obnova organického systému. Zastavenie metabolických procesov znamená smrť.
Funkcie živého organizmu sú rôznorodé. Ale všetky priamo súvisia s metabolickými procesmi, ktoré v ňom prebiehajú. Môže to byť rast a rozmnožovanie, vývoj a trávenie, výživa a dýchanie, reakcie a pohyb, vylučovanie odpadových látok a sekrécie atď. Základom akejkoľvek funkcie tela je súbor procesov premeny energie a látok. Okrem toho je to rovnako dôležité pre schopnosti tkaniva, bunky, orgánu a celého organizmu.
Metabolizmus u ľudí a zvierat zahŕňa procesy výživy a trávenia. V rastlinách sa uskutočňuje pomocou fotosyntézy. Živý organizmus sa pri uskutočňovaní metabolizmu zásobuje látkami potrebnými na existenciu.
Dôležitým rozlišovacím znakom predmetov organického sveta je využívanie vonkajších zdrojov energie. Príkladom toho je svetlo a jedlo.
Vlastnosti vlastné živým organizmom
Každá biologická jednotka má vo svojom zložení samostatné prvky, ktoré zase tvoria neoddeliteľne spojený systém. Napríklad v súhrne všetky orgány a funkcie človeka predstavujú jeho telo. Vlastnosti živých organizmov sú rôznorodé. Okrem jediného chemického zloženia a možnosti realizácie metabolických procesov sú objekty organického sveta schopné organizácie. Určité štruktúry sa vytvárajú chaotickým molekulárnym pohybom. To vytvára určitý poriadok v čase a priestore pre všetko živé. Štrukturálna organizácia je celý komplex najzložitejších samoregulačných procesov, ktoré prebiehajú v určitom poradí. To umožňuje udržiavať stálosť vnútorného prostredia na požadovanej úrovni. Napríklad hormón inzulín znižuje množstvo glukózy v krvi, keď je jej nadbytok. Pri nedostatku tejto zložky sa dopĺňa adrenalínom a glukagónom. Teplokrvné organizmy majú tiež početné mechanizmy termoregulácie. Ide o rozšírenie kožných kapilár a intenzívne potenie. Ako vidíte, je to dôležitá funkcia, ktorú telo vykonáva.
Vlastnosti živých organizmov, charakteristické len pre organický svet, sú zahrnuté aj v procese sebareprodukcie, pretože existencia akéhokoľvek má časové obmedzenie. Iba sebareprodukcia môže udržať život. Táto funkcia je založená na procese tvorby nových štruktúr a molekúl, vďaka informáciám, ktoré sú vložené do DNA. Samorozmnožovanie je neoddeliteľne spojené s dedičnosťou. Koniec koncov, každá zo živých bytostí rodí svoj vlastný druh. Živé organizmy si prostredníctvom dedičnosti prenášajú svoje vývojové znaky, vlastnosti a znaky. Táto vlastnosť je spôsobená stálosťou. Existuje v štruktúre molekúl DNA.
Ďalšou vlastnosťou charakteristickou pre živé organizmy je dráždivosť. Organické systémy vždy reagujú na vnútorné a vonkajšie zmeny (vplyvy). Pokiaľ ide o dráždivosť ľudského tela, je neoddeliteľne spojená s vlastnosťami svalov, nervového a žľazového tkaniva. Tieto zložky sú schopné dať impulz k reakcii po svalovej kontrakcii, odchode nervového impulzu, ako aj sekrécii rôznych látok (hormóny, sliny atď.). A ak je živý organizmus zbavený nervového systému? Vlastnosti živých organizmov v podobe dráždivosti sa v tomto prípade prejavujú pohybom. Napríklad prvoky opúšťajú roztoky, v ktorých je koncentrácia soli príliš vysoká. Pokiaľ ide o rastliny, sú schopné meniť polohu výhonkov, aby čo najviac absorbovali svetlo.
Každý živý systém môže reagovať na pôsobenie podnetu. Toto je ďalšia vlastnosť objektov organického sveta - excitabilita. Tento proces zabezpečujú svalové a žľazové tkanivá. Jednou z posledných reakcií excitability je pohyb. Schopnosť pohybu je spoločnou vlastnosťou všetkých živých vecí, napriek tomu, že niektoré organizmy sú o ňu navonok zbavené. Koniec koncov, pohyb cytoplazmy sa vyskytuje v akejkoľvek bunke. Pohybujú sa aj pripútané zvieratá. V rastlinách sa pozorujú rastové pohyby v dôsledku zvýšenia počtu buniek.
Habitat
Existencia predmetov organického sveta je možná len za určitých podmienok. Určitá časť priestoru vždy obklopuje živý organizmus alebo celú skupinu. Toto je biotop.
V živote každého organizmu zohrávajú významnú úlohu organické a anorganické zložky prírody. Majú naňho vplyv. Živé organizmy sú nútené prispôsobiť sa existujúcim podmienkam. Takže niektoré zvieratá môžu žiť na Ďalekom severe pri veľmi nízkych teplotách. Iné sú schopné existovať len v trópoch.
Na planéte Zem je niekoľko biotopov. Medzi nimi sú:
Zem-voda;
zem;
pôda;
Žijúci organizmus;
Zem-vzduch.
Úloha živých organizmov v prírode
Život na planéte Zem existuje už tri miliardy rokov. A počas celej tejto doby sa organizmy vyvíjali, menili, usadili a zároveň ovplyvňovali svoje prostredie.
Vplyv organických systémov na atmosféru spôsobil výskyt väčšieho množstva kyslíka. To výrazne znížilo množstvo oxidu uhličitého. Rastliny sú hlavným zdrojom produkcie kyslíka.
Pod vplyvom živých organizmov sa zmenilo aj zloženie vôd Svetového oceánu. Niektoré horniny sú organického pôvodu. Výsledkom fungovania živých organizmov sú aj minerály (ropa, uhlie, vápenec). Inými slovami, predmety organického sveta sú mocným faktorom, ktorý pretvára prírodu.
Živé organizmy sú akýmsi ukazovateľom kvality životného prostredia človeka. Sú spojené zložitými procesmi s vegetáciou a pôdou. Pri strate aspoň jedného článku z tohto reťazca dôjde k nerovnováhe ekologického systému ako celku. Preto je pre obeh energie a látok na planéte dôležité zachovať všetku existujúcu rozmanitosť predstaviteľov organického sveta.
Izolácia všeobecných vlastností živých organizmov umožní jednoznačne rozlíšiť živé od neživých. Neexistuje presná definícia toho, čo je život alebo živý organizmus, preto sa živé identifikuje komplexom jeho vlastností, čiže znakov.
Na rozdiel od tiel neživej prírody sa živé organizmy líšia zložitosťou svojej stavby a funkčnosťou. Ale ak vezmeme do úvahy každú vlastnosť samostatne, potom niektoré z nich v tej či onej forme možno pozorovať v neživej prírode. Napríklad môžu rásť aj kryštály. Preto je súhrn vlastností živých organizmov taký dôležitý.
Na prvý pohľad pozorovaná rôznorodosť organizmov sťažuje identifikáciu ich spoločných vlastností a vlastností. S historickým vývojom biologických vied sa však ukázalo mnoho všeobecných vzorcov života pozorovaných v úplne odlišných skupinách organizmov.
Okrem vlastností živých vecí uvedených nižšie sú tiež často izolované jednota chemického zloženia(podobnosť vo všetkých organizmoch a rozdiel v pomeroch prvkov medzi živými a neživými), diskrétnosť(organizmy sú tvorené bunkami, druhy sú tvorené jednotlivcami atď.) účasť na procese evolúcie, interakcia organizmov medzi sebou, pohyblivosť, rytmus atď.
Jednoznačný zoznam znakov živej bytosti neexistuje, je to čiastočne filozofická otázka. Často, zvýraznenie jednej vlastnosti, druhá sa stáva jej dôsledkom. Existujú znaky života, pozostávajúce z množstva ďalších. Okrem toho sú vlastnosti živých vecí úzko prepojené a táto vzájomná závislosť spolu dáva taký jedinečný fenomén prírody, akým je život.
Metabolizmus je hlavnou vlastnosťou života
Všetky živé organizmy si vymieňajú látky s prostredím: niektoré látky vstupujú do tela z prostredia, iné sa z tela do prostredia uvoľňujú. To charakterizuje organizmus ako otvorený systém (aj tok cez systém energie a informácií). Prítomnosť selektívneho metabolizmu naznačuje, že organizmus je nažive.
Samotný metabolizmus v tele zahŕňa dva protichodné, ale vzájomne prepojené a vyvážené procesy - asimilácia (anabolizmus) a disimilácia (katabolizmus). Každá z nich pozostáva z mnohých chemických reakcií, ktoré sú spojené a usporiadané do cyklov a reťazcov premeny jednej látky na druhú.
V dôsledku asimilácie sa vytvárajú a aktualizujú štruktúry tela v dôsledku syntézy potrebných komplexných organických látok z jednoduchších organických, ako aj anorganických látok. V dôsledku disimilácie dochádza k štiepeniu organických látok, pričom vznikajú jednoduchšie látky potrebné na asimiláciu tela a energia sa ukladá aj do molekúl ATP.
Metabolizmus si vyžaduje prílev látok zvonku a množstvo produktov disimilácie nenachádza v organizme využitie a musia sa z neho odstrániť.
Všetky živé organizmy nejako jesť. Jedlo slúži ako zdroj potrebných látok a energie. Rastliny sa živia procesom fotosyntézy. Živočíchy a huby absorbujú organické látky iných organizmov, potom ich rozkladajú na jednoduchšie zložky, z ktorých syntetizujú svoje látky.
Je to bežné pre živé organizmy výber množstvo látok (u živočíchov sú to najmä produkty rozkladu bielkovín – dusíkaté zlúčeniny), ktoré sú konečnými produktmi látkovej premeny.
Príkladom asimilačného procesu je syntéza bielkovín z aminokyselín. Príkladom disimilácie je oxidácia organickej hmoty za účasti kyslíka, výsledkom čoho je tvorba oxidu uhličitého (CO 2) a vody, ktoré sa z tela vylučujú (vodu možno využiť).
Energetická závislosť živých
Na realizáciu životne dôležitých procesov potrebujú organizmy prílev energie. V heterotrofných organizmoch vstupuje s jedlom, to znamená, že ich metabolizmus a tok energie sú spojené. Pri rozklade živín sa energia uvoľňuje, ukladá do iných látok a časť sa odvádza vo forme tepla.
Rastliny sú autotrofy a dostávajú počiatočnú energiu zo Slnka (zachytávajú jeho žiarenie). Táto energia ide na syntézu primárnych organických látok (v ktorých je uložená) z anorganických. To neznamená, že v rastlinách neprebiehajú chemické reakcie rozkladu (disimilácie) organických látok na získanie energie. Rastliny však neprijímajú organické látky zvonka výživou. Je úplne „ich vlastná“.
Energia ide na podporu usporiadanosti, štruktúrovanosti živých organizmov, čo je dôležité pre výskyt početných chemických reakcií v nich. Opozícia voči entropii je dôležitou vlastnosťou živých.
Dych- Ide o proces charakteristický pre živé organizmy, v dôsledku ktorého dochádza k štiepeniu vysokoenergetických zlúčenín. Energia uvoľnená v tomto procese je uložená v ATP.
V neživej prírode (keď sú procesy ponechané náhode) sa štruktúrovanosť systémov skôr či neskôr stratí. V tomto prípade sa vytvorí jedna alebo druhá rovnováha (napríklad horúce teleso odovzdáva teplo ostatným, teplota telies sa vyrovnáva). Čím menej poriadku, tým väčšia entropia. Ak je systém uzavretý a prebiehajú procesy, ktoré sa navzájom nevyvažujú, potom sa entropia zvyšuje (druhý termodynamický zákon). Živé organizmy majú schopnosť znižovať entropiu udržiavaním vnútornej štruktúry v dôsledku prílevu energie zvonku.
Dedičnosť a premenlivosť ako vlastnosť živého
Samoobnova štruktúr živých organizmov, ako aj rozmnožovanie (samorozmnožovanie) organizmov je založené na dedičnosti, ktorá je spojená s vlastnosťami molekúl DNA. Zároveň sa v DNA môžu objaviť zmeny, ktoré vedú k variabilite organizmov a poskytujú možnosť evolučného procesu. Živé organizmy teda disponujú genetickou (biologickou) informáciou, ktorú možno označiť aj za hlavnú a výlučnú vlastnosť živého.
Napriek schopnosti samoobnovy nie je v organizmoch večný. Životnosť jednotlivca je obmedzená. Živí však týmto procesom zostávajú nesmrteľní chov ktoré môžu byť sexuálne alebo asexuálne. V tomto prípade sa črty rodičov dedia odovzdaním ich DNA potomkom.
Biologická informácia sa zaznamenáva pomocou špeciálneho genetického kódu, ktorý je univerzálny pre všetky organizmy na Zemi, čo môže naznačovať jednotu pôvodu živých vecí.
Genetický kód je uložený a implementovaný v biologických polyméroch: DNA, RNA, proteíny. Takéto zložité molekuly sú tiež vlastnosťou živých.
Informácie uložené v DNA, keď sa prenesú do proteínov, sú vyjadrené pre živé organizmy v takých vlastnostiach, ako je ich genotyp a fenotyp. Majú ich všetky organizmy.
Rast a vývoj - vlastnosti živých organizmov
Rast a vývoj sú vlastnosti živých organizmov realizované v procese ich ontogenézy (individuálneho vývoja). Rast je nárast veľkosti a hmotnosti tela pri zachovaní všeobecného plánu štruktúry. V procese vývoja sa organizmus mení, získava nové vlastnosti a funkčnosť, iné sa môžu stratiť. To znamená, že v dôsledku vývoja vzniká nový kvalitatívny stav. U živých organizmov je rast zvyčajne sprevádzaný vývojom (alebo vývojom rastom). Vývoj je riadený a nezvratný.
Okrem individuálneho vývoja sa rozlišuje historický vývoj života na Zemi, ktorý je sprevádzaný vznikom nových druhov a komplikáciami foriem života.
Hoci rast možno pozorovať aj v neživej prírode (napríklad v kryštáloch či jaskynných stalagmitoch), jeho mechanizmus v živých organizmoch je odlišný. V neživej prírode sa rast uskutočňuje jednoduchým pripojením látky k vonkajšiemu povrchu. Živé organizmy rastú na úkor prijímaných živín. Zároveň v nich nepribúdajú ani tak samotné bunky, ale zvyšuje sa ich počet.
Podráždenosť a samoregulácia
Živé organizmy majú schopnosť meniť svoj stav v určitých medziach v závislosti od podmienok vonkajšieho aj vnútorného prostredia. V procese evolúcie si druhy vyvinuli rôzne spôsoby registrácie parametrov prostredia (okrem iného prostredníctvom zmyslových orgánov) a reagovania na rôzne podnety.
Dráždivosť živých organizmov je selektívna, to znamená, že reagujú len na to, čo je dôležité pre ich prežitie.
Podráždenosť je základom samoregulácie tela, ktorá má naopak adaptačnú hodnotu. Takže so zvýšením telesnej teploty u cicavcov sa krvné cievy rozširujú a uvoľňujú teplo do okolia vo väčšom množstve. V dôsledku toho sa teplota zvieraťa normalizuje.
U vyšších zvierat mnohé reakcie na vonkajšie podnety závisia od pomerne zložitého správania.
Živé systémy majú spoločné črty:
1. jednota chemického zloženia svedčí o jednote a spojení živej a neživej hmoty.
Príklad:
zloženie živých organizmov zahŕňa rovnaké chemické prvky ako v objektoch neživej prírody, ale v rôznych kvantitatívnych pomeroch (t.j. živé organizmy majú schopnosť selektívne akumulovať a absorbovať prvky). Viac ako \(90\)% chemického zloženia pripadá na štyri prvky: C, O, N, H, ktoré sa podieľajú na tvorbe zložitých organických molekúl (proteíny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy).
2. Bunková štruktúra (Jednota štruktúrnej organizácie). Všetky organizmy na Zemi sa skladajú z buniek. Mimo bunky nie je život.
3. Metabolizmus (otvorenosť živých systémov). Všetky živé organizmy sú „otvorené systémy“.
Otvorenosť systému- vlastnosť všetkých živých systémov spojená s neustálym prísunom energie zvonku a odvádzaním odpadových látok (organizmus je živý, kým si vymieňa látky a energiu s okolím).
Metabolizmus - súbor biochemických premien prebiehajúcich v tele a iných biosystémoch.
Metabolizmus pozostáva z dvoch vzájomne súvisiacich procesov: syntézy organických látok (asimilácia) v organizme (v dôsledku vonkajších zdrojov energie - svetla a potravy) a procesu rozkladu zložitých organických látok (disimilácia) s uvoľňovaním energie, ktorá je následne spotrebované organizmom. Metabolizmus zabezpečuje stálosť chemického zloženia v neustále sa meniacich podmienkach prostredia.
4. Samostatná hra (reprodukcia)- schopnosť živých systémov reprodukovať svoj vlastný druh. Schopnosť sebareprodukcie je najdôležitejšou vlastnosťou všetkých živých organizmov. Je založená na procese duplikácie molekúl DNA s následným delením buniek.
5. Samoregulácia (homeostáza)- udržiavanie stálosti vnútorného prostredia organizmu v neustále sa meniacich podmienkach prostredia. Každý živý organizmus zabezpečuje udržiavanie homeostázy (stálosti vnútorného prostredia tela). Pretrvávajúce porušovanie homeostázy vedie k smrti tela.
6. Rozvoj a rast. Vývoj živého predstavuje individuálny vývoj organizmu (ontogenéza) a historický vývoj živej prírody (fylogenéza).
- V procese individuálneho vývoja sa postupne a dôsledne prejavujú jednotlivé vlastnosti organizmu a uskutočňuje sa jeho rast (všetky živé organizmy počas života rastú).
- Výsledkom historického vývoja je všeobecná progresívna komplikácia života a celej rozmanitosti živých organizmov na Zemi. Vývojom sa rozumie individuálny vývoj aj historický vývoj.
7. Podráždenosť- schopnosť tela selektívne reagovať na vonkajšie a vnútorné podnety (reflexy u živočíchov; tropizmy, taxíky a nastie u rastlín).
8. Dedičnosť a variabilita sú faktory evolúcie, pretože produkujú materiál na selekciu.
- Variabilita- schopnosť organizmov získavať nové znaky a vlastnosti v dôsledku vplyvu vonkajšieho prostredia a/alebo zmien v dedičnom aparáte (molekuly DNA).
- Dedičnosť- schopnosť organizmu prenášať svoje vlastnosti na ďalšie generácie.
9. Schopnosť prispôsobiť sa- v procese historického vývoja a vplyvom prirodzeného výberu získavajú organizmy adaptácie na podmienky prostredia (adaptácia). Organizmy, ktoré nemajú potrebné úpravy, vymierajú.
10. Integrita (kontinuita) A diskrétnosť (diskontinuita). Život je integrálny a zároveň diskrétny. Tento vzor je vlastný štruktúre aj funkcii.
Každý organizmus je integrálny systém, ktorý zároveň pozostáva z diskrétnych jednotiek - bunkových štruktúr, buniek, tkanív, orgánov, orgánových systémov. Organický svet je integrálny, pretože všetky organizmy a procesy v ňom prebiehajúce sú vzájomne prepojené. Zároveň je diskrétny, keďže sa skladá z jednotlivých organizmov.
Niektoré z vyššie uvedených vlastností môžu byť vlastné neživej prírode.
Príklad:
živé organizmy sa vyznačujú rastom, ale rastú aj kryštály! Hoci tento rast nemá tie kvalitatívne a kvantitatívne parametre, ktoré sú vlastné rastu živých vecí.
Príklad:
horiaca sviečka sa vyznačuje procesmi výmeny a premeny energie, ale nie je schopná samoregulácie a sebareprodukcie.
Biológia je veda, ktorá študuje život vo všetkých smeroch a všeobecné vlastnosti živých vecí.
Podľa Engelsa je život spôsob existencie proteínových tiel, ktorých podstatným momentom je yavl. neustála výmena látok s prostredím, s ukončením ktorej život zaniká, čo vedie k rozkladu bielkovín.
Moderná definícia: živé telá, ktoré existujú na Zemi, sú otvorené samoregulačné a samoreprodukujúce sa systémy postavené z biopolymérov – proteínov a nukleových kyselín.
Živé organizmy sa vyznačujú vlastnosťami, ktoré ich odlišujú od predmetov neživej prírody:
1. určité chemické zloženie.
Zloženie živých organizmov zahŕňa rovnaké chemické prvky ako v neživých predmetoch, ale v rôznych pomeroch. Zo 100 prvkov je potrebných 20. Rozlišujú sa obligátne (organogénne) prvky - vodík, uhlík, kyslík, dusík.
Dôležitý je aj sodík, draslík, vápnik, horčík, síra, fosfor. Všetky organizmy sú postavené z bielkovín, tukov, sacharidov a nukleových kyselín.
2. Prítomnosť bunkovej štruktúry (okrem baktérií).
Bunka je štrukturálna a funkčná jednotka života.
3. Metabolizmus a energetická závislosť.
Živý organizmus je otvorený stabilný systém, ktorý je pri dodávaní energie zvonku v dynamickej rovnováhe.
4. Schopnosť samoregulácie.
Homeostáza je schopnosť udržiavať stálosť chemických a fyzikálnych vlastností.
Ukazovatele homeostázy: teplota, tlak, množstvo vody, energia, rýchlosť metabolických procesov.
V tkanivách je indikátorom homeostázy počet buniek.
V orgánoch - intenzita práce.
V populáciách pomer vekových skupín a zloženie pohlavia.
5. Schopnosť reprodukovať sa.
a. Reprodukcia vlastného druhu.
b. Prenos dedičných informácií.
c. Hlavným nositeľom informácií yavl. chromozómov.
6. Dedičnosť.
Dedičnosť je schopnosť živých organizmov prenášať znaky a vlastnosti z generácie na generáciu pomocou DNA a RNA. Vzory študuje genetika. Mendel navrhol, že vlastnosti sú určené génmi. Gén je časť molekuly DNA, ktorá kóduje primárnu štruktúru proteínu.
Gén – proteín – znamenie.
7. Variabilita.
Variabilita je schopnosť živých organizmov získavať nové znaky a vlastnosti v procese individuálneho vývoja. Variácia vytvára materiál pre prirodzený výber.
8. Individuálny rozvoj.
Ontogenéza je proces individuálneho vývoja organizmu od okamihu oplodnenia až po moment smrti. Vývoj je sprevádzaný rastom, trvanie rastu je obmedzené procesmi starnutia.
ja. Proentogenéza-gametogenéza, oplodnenie.
ja. Embryonálnym obdobím je pôrod.
ja. Postembryonálne - juvenilné, štádium zrelosti, štádium staroby.
9. Historický vývoj.
Fylogenéza – historický vývoj sveta; nezvratný a riadený vývoj voľne žijúcich živočíchov, sprevádzaný vznikom nových druhov a progresívnou komplikáciou života. Všetka rozmanitosť rastlinných a živočíšnych druhov je výsledkom evolúcie.
10. Podráždenosť.
Podráždenosť je schopnosť živých organizmov reagovať na vonkajšie a vnútorné podnety špecifickými reakciami.
fototropizmus (otáčanie listov smerom k slnku);
geotropizmus (rast koreňového hrotu vo vzťahu k stredu Zeme);
taxíky (jednosmerný pohyb DO alebo OD zdroja podráždenia);
reflex (vlastnosť tela reagovať na pôsobenie podnetov s povinnou účasťou nervového systému).
11. Pohyb.
Organizmy sa môžu pohybovať rôznymi spôsobmi:
a. Amboid - pomocou pseudopodov (bežná améba, leukocyty);
b. Reaktívne - vystreľovaním prúdu vody (medúzy, hlavonožce);
c. Ciliárne - pomocou riasiniek - bunkové výrastky obklopené cytolemou (ciliates-topánka).
d. Bičík - pomocou bičíka - výrastok bunky obklopenej cytolemou, ale dlhší ako mihalnica (euglena green, Volvox, spermie).
e. S pomocou kontraktilných svalov.
12. Rytmus.
Rytmus je opakovanie telesných stavov počas určitého časového obdobia ako reakcia na zmeny vonkajšieho prostredia. Biorytmy (ektogénne - vonkajšie; endogénne - vnútorné).
13. integritu a diskrétnosť.
Živá príroda je na jednej strane integrálna, organizovaná, podlieha určitým zákonitostiam. Na druhej strane príroda je diskrétna, t.j. Každý biologický systém pozostáva z izolovaných, ale úzko súvisiacich prvkov.
Princíp diskrétnosti tvoril základ predstáv o úrovni organizácie živej hmoty.
Úrovne organizácie živej prírody.
Úroveň organizácie živej prírody je funkčným miestom daného biologického systému určitého stupňa zložitosti vo všeobecnom systéme živých vecí.
Vývoj úrovní v procese vzniku od nižšej k vyššej, nástupom vyššej úrovne predchádzajúca nezanikla, ale len stratila svoju vedúcu úlohu, bola zaradená ako podriadená štruktúra alebo funkčný celok.
Tabuľka číslo 1. Úrovne organizácie života.
| Názov úrovne | Biosystém | koncepcie | Prvky, arr. systém. | Veda |
| Molekulárna genetika. (výmena in-in a prenos zdedených informácií) | Biopolyméry (proteíny, nukleové kyseliny, polysacharidy). | Biopolyméry- zložité organické látky s obrovskou molekulovou hmotnosťou, pozostávajúce z monomérov. | AA, nukleotidy, monosacharidy | Genetics Mol. Biológia Biochémia Biofyzika |
| Bunkový. (okrem vírusov) | Bunka | Bunka- stavebná a funkčná jednotka obživ. | Shell Cytoplasm Nucleus | Cytológia |
| Organické. Podriadené podúrovne: Tkanivový orgán. | Tkanivo => Orgány => Orgánové systémy => Organizmus | Textilné- súbor buniek, ktoré sú si podobné štruktúrou, pôvodom a vykonávajú spoločné funkcie. Organ- časť tela, ktorá vykonáva určité funkcie. Sústava orgánov- množstvo orgánov, ktoré majú spoločný štrukturálny plán, jednotu pôvodu a plnia jednu veľkú funkciu. organizmu- každý tvor, ktorý má vlastnosti živého tvora. | Bunky. Intercelulárny in-in. Textilné. Orgánové systémy | Histológia Anatómia Fyziológia |
| supraorganizmových úrovniach | ||||
| Populácia-druh. Podriadení: Populácia Druhy | Populačný druh | populácia- súbor jedincov toho istého druhu obývajúci priestor s homogénnymi podmienkami. vyhliadka- súbor populácií, ktorých jedince zaberajú určité územie, schopné kríženia a plodného potomstva. | Jednotlivci Populácie | Populačná ekológia |
| Biogeocenotické | Biogeocenóza (spoločenstvo živých organizmov) + Biotop (časť abiotického prostredia) | Biogeocenóza- súbor organizmov rôznych druhov žijúcich na určitom území a vzájomne prepojených priestorovými a tráviacimi väzbami. Hlavná funkcia - obeh hmoty a energie, ktorý spočíva v premene energie Slnka na všetky druhy energie. | Druhy | Ekológia komunity |
| biosférický | Biosféra | Biosféra- obal Zeme, obývaný živými organizmami, zahŕňa spodnú časť atmosféry, celú hydrosféru a hornú časť litosféry. | Biogeocenózy | Ekológia |
Sekcia 1.
Základy cytológie. Pojem cytológie. Predmet a úloha cytológie.
Cytológia - veda, ktorá študuje stavbu, chemické zloženie, vývoj a funkcie, procesy rozmnožovania, obnovy a prispôsobovania bunky meniacim sa podmienkam prostredia.
Cytológia ako samostatná veda vznikla v polovici 10. storočia vydaním o bunková teória Schleidena a Schwanna (1838-1839). Za posledných 20-30 rokov sa zmenila z deskriptívnej vedy na experimentálnu.
Úloha modernej cytológie: štúdium podrobnej štruktúry buniek a ich fungovania; štúdium funkcií jednotlivých zložiek, rozmnožovanie buniek a prispôsobovanie sa prostrediu.
Cytológia je základom mnohých vied (anatómia, histológia, genetika, fyziológia, biochémia, ekológia). Cytológia má pre medicínu veľký význam. akékoľvek choroby majú patológiu špecifických buniek, čo je dôležité pre pochopenie vývoja choroby, diagnostiky, liečby a prevencie.
História vývoja cytológie.
Rozvoj cytológie je spojený s vytváraním a zlepšovaním optických zariadení, ktoré umožňujú skúmať a študovať bunky.
1610 - Holandský vedec Galileo Galilei skonštruoval prvý mikroskop a po jeho zdokonalení v roku 1924 mohol byť použitý na prvé štúdie.
1665 - Anglický vedec R. Hooke pomocou zväčšovacích šošoviek pozoroval tenkú časť korkovej dosky a nazval ich bunky.
V druhej polovici 15. storočia tvorili Hookove opisy základ Malpigheho štúdií anatómie rastlín, ktoré potvrdili Hookovu teóriu.
1680 - Holandský vedec Anthony van Leeuwenhoek objavil svet jednobunkových organizmov a videl živočíšne bunky. Objavil a opísal erytrocyty, spermie, bunky srdcového svalu.
Ďalší pokrok v štúdiu bunky je spojený s rozvojom mikroskopie v 19. storočí. Predstavy o štruktúre buniek sa zmenili: nie bunková stena, ale cytoplazma sa začala považovať za hlavnú vec v organizácii bunky (Purkinė, 1830).
V 30. rokoch XΙX storočia anglický vedec anglický vedec Brown objavil jadro v rastlinných bunkách a navrhol termín „jadro“. Našiel jadro v bunkách húb a zvierat. Tieto a ďalšie početné pozorovania umožnili Schwannovi urobiť množstvo zovšeobecnení. Schwann teda ukázal, že bunky rastlín a zvierat sú si navzájom v podstate podobné. Schwann sformuloval bunkovú teóriu, pretože. pri tvorbe teórie použil Schleidenove diela, vtedy je považovaný aj za tvorcu teórie.
