Наша планета Земля уникальна тем, что среди миллиардов других планет нашей галактики (не говоря уже о Солнечной системе) на ней есть жизнь. Возникновение жизни и живой природы на Земле все еще величайшая научная загадка, ученые могут лишь строить гипотезы о том, как впервые появилась жизнь. Вместе с тем изучение этой самой жизни, то есть живой природы, то чем занимается наука биология, дает нам множество полезных знаний. Как впрочем, и изучение природы неживой, а вот чем отличается живая природа от неживой, что именно относится к живой природе и по каким признакам, об этом поговорим в нашей статье.
Что относится к живой природе
Для начала дадим определение того, что такое просто природа. Так вот природа – это окружающая среда, которая образовалась и функционирует без вмешательства человека, и в ней органично соседствуют, как неживые тела, так и живые существа.
В свою очередь к живой природе относится:
- человек,
- животные,
- птицы,
- рыбы,
- насекомые,
- растения,
- микроорганизмы (бактерии, вирусы, микробы)
- грибы (порой их относят к микроорганизмам, но мы не считаем, что грибы правильно относить к ним).
Признаки
Все представители живой природы имеют ряд общих признаков, который и отличает их от объектов природы неживой. Что же это за признаки? Давайте разберем:
Все живые организмы:
- рождаются,
- дышат,
- растут и развиваются,
- реагируют на изменение окружающей среды,
- питаются,
- размножаются,
- стареют,
- умирают.
Аксиомой является то, что все живое дышит, а дыхание – основа жизни. У людей и животных для этого служат легкие, у рыб есть жабры, растения имеют специальные клетки, поглощающие углекислый газ, даже простейшие одноклеточные организмы, вроде амебы дышат при помощи цитоплазмы.
Живое не может существовать без питания, растениям необходимо вода и почвенные удобрения, животные и насекомые питаются либо травой, либо другими животными и насекомыми, ну а человек, пожалуй, обладает самым разнообразным в мире рационом питания.
Также почти все живое движется, даже растения и цветы поворачиваются в сторону Солнца. Исключением тут, пожалуй, являются лишь грибы, а ведь и они относятся к живой природе.
Многие живые организмы имеют свои комфортные условия обитания, так теплолюбивая пальма не приживется в наших умеренных широтах, зимние холода для нее будут непереносимы.
Но тут уже множество исключений, главным из которых будет сам человек, способный жить, как в тропических лесах, так и в арктической тундре.
А некоторые виды бактерий могут жить и вовсе в самых неожиданных местах, например в жерле вулканов.
Отличие от неживой природы
Выдающийся украинский ученый В. И. Вернадский в свое время дал определение, что живое вещество это множество организмов, участвующих в разных биохимических процессах, независимо от их систематической принадлежности. На протяжении своего жизненного цикла они формируют сложные химические элементы, а после смерти возвращаются в лоно природы, тем самым питая ее.
Среди отличительных признаков живой и неживой природы, можно выделит для живой следующие:
- она состоит из клеток,
- состоит из макромолекулярных органических соединений (белка, нуклеиновых кислот ДНК и РНК),
- самостоятельно размножается,
- может мутировать,
- имеет способность к физиологическому развитию, может приспосабливаться к изменению окружающей среды.
В то время как неживое:
- состоит из атомов и молекул,
- не способно развиваться физиологически,
- не способно размножатся,
- не способно к мутации.
Что относится к неживой природе
Своими функциями неживые объекты диаметрально противоположны живым, у них нет способности к рождению, размножению, питанию, дыханию, росту, также они не стареют и не умирают.
Примеры объектов неживой природы:
- Солнце,
- воздух,
- снег,
- песок,
- камни,
- ветер,
- вода,
- космические объекты (да, звезды не относятся к живой природе).
Впрочем, некоторые тела неживой природы обладают определенными функциями живых организмов. Например, те же звезды, будучи объектами неживой природы, тем не менее, рождаются, растут, стареют и наконец умирают, то есть также имеют свой жизненный цикл.
Среди свойств объектов неживой природы можно отметить следующие:
- Они всегда находятся в одном из трех агрегатных состояний: твердом, жидком или газообразном.
- Находят в твердом состоянии они, как правило, крепкие и плотные: камни, почва, горы, песок.
- Находясь в жидком состоянии, они изменчивы, их молекулы плавают, пребывая в непрерывном движении.
Классификация живой природы
Биология делит все живые организмы на царства, типы, классы и виды. Научная отрасль биологии, которая занимается этой классификацией, называется систематикой.
Так схематически выглядит классификация всех живых организмов.
То есть на глобальном уровне есть клеточные организмы, состоящие из клеток (одной или многих) и вирусы, которые клеток не имеют.
Далее клеточные организмы в свою очередь делятся на прокариоты и эукариоты, чем же они отличаются? Прокариоты – это клетки, не имеющие ядра, такие клетки имеют бактерии, все остальные организмы за исключением бактерий состоят из клеток с ядром – эукариотов.
И на последнем уровне нашей систематики животного мира располагаются царства: вирусов, бактерий, грибов, растений, животных. Человек, который является венцом эволюции, тем не менее, согласно биологической систематике относится к царству животных.
Остановимся подробнее на некоторых царствах живой природы.
Микроорганизмы
Ученые считают, что первыми живыми существами на нашей планете были именно микроорганизмы. Все эти бактерии, микробы, простейшие одноклеточные инфузории и амебы существовали задолго до появления первых животных, рыб, птиц, насекомых, существуют они и по наш день. Фактически это самая долгоживущая форма жизни.
Также микроорганизмы являются самой распространенной формой жизни на нашей планете, их можно встретить в любой экосистеме, даже в холодных льдах Антарктиды живут свои микробы и бактерии. Живя в самых разных условиях, они обладают просто фантастической выживаемостью, так некоторых формы микроорганизмов способны жить даже в космическом вакууме.
Из-за малых размеров они невидимы для нас, чтобы их разглядеть, необходим микроскоп. Излишне говорить, что микроорганизмы могут быть как полезными, так и вредными. Вредные вирусы являются возбудителями многих болезней у человека и животных, в то время как полезные микробы наоборот способствуют исцелению, благодаря тому, что на своем микро-уровне они борются со своими вредными собратьями.
Растительный мир
Растение играют просто таки огромную роль в жизни всего сущего, ведь именно они выделяют кислород в процессе фотосинтеза. Растения – важная часть биосферы Земли, помимо этого они приносят большую пользу человеку и животным, являясь источником пищи, из растений делаются многие лекарства. И разумеется растения для людей творческий – источник вдохновения.
Животный мир
На нашей планете великое разнообразие различных животных. Причем в широком смысле к животному царству относятся птицы, рыбы, насекомые, рептилии, и разумеется млекопитающие, к которыми в свою очередь относимся, мы, люди.
В зоологии, подразделе биологии, изучающей животных, есть обширная система классификации «братьев наших меньших». Так их могут разделять по:
- местам обитания,
- методам выживания,
- способам питания.
Животный мир планеты.
Жизненный цикл
В отличие от объектов неживой природы все живые существа имеют определенные биоритмы, определяющие их развитие.
Жизненный цикл протекает приблизительно одинаково:
- Рождение, рост и развитие: из маленькой косточки вырастает большое дерево, а беспомощный маленький ребенок с годами превращается во взрослого самодостаточного человека.
- Размножение: все живое стремится оставить потомство (ну или почти все).
- Смерть – увы она неизбежна для всех живых организмов. Биологически смерть – это остановка всех жизненных функций организма, он перестает дышать, двигаться, есть, пить, чувствовать. В конце концов, после смерти происходит разложение организма на химические элементы, которые становятся удобрением для почвы. Так живая природа переходит в неживую.
Так схематически выглядит круговорот веществ в природе.
Связь живой и неживой природы
Объекты неживой природы все-таки появились раньше, поэтому они имеют первичное значение для возникновения жизни. Ведь не будь Солнца, воздуха, воды, твердой поверхности, без всего этого возникновение жизни на нашей планете было бы попросту невозможным. А значит, все виды природы, как живой, так и неживой тесно взаимосвязаны.
В принципе мы уже пересчитали 4 основных элемента, без которых была бы невозможной жизнь, это:
- Солнце, без его тепла не было бы подходящей температуры для зарождения жизни. Стоит заметить, что наша Земля находится на идеальном расстоянии от Солнца, ведь будь она ближе или дальше, то здесь было бы слишком тепло, или наоборот слишком холодно.
- Воздух, как мы писали выше – дыхание – основа жизни, и без воздуха и атмосферы оно было бы невозможным.
- Вода – также необходима для существования жизни, без нее не обойтись ни людям, ни животным, ни растениям. Более того, многие биологи считают, что зарождение жизни произошло именно в воде.
- Почва – она является главной средой для произрастания растений, которые в свою очередь необходимы для выделения кислорода, чтобы обеспечить все живое воздухом.
В свою очередь, живые существа оказывают существенное влияние на неживую природу. К примеру, жители водоемов, рек и морей способствуют поддержанию химического склада воды. После смерти гниющие растения и животные питают почву необходимыми элементами.
Как видите, в природе все взаимосвязано и каждый ее элемент является важной и незаменимой частью этой сложной системы. Важно, чтобы это понимали люди, в последнее время нарушающие природный баланс, загрязняя воздух и водоемы, вырубая леса, а потом удивляясь закономерным наводнениям.
Если человек будет жить в гармонии с природой, она отблагодарит его чистым воздухом, натуральными продуктами и крепким здоровьем.
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.
Свойства живых организмов
☰
Выделение общих свойств живых организмов позволят однозначно отличать живое от неживого. Точного определения, что такое жизнь или живой организм, нет, поэтому живое идентифицируют по комплексу его свойств, или признаков.
В отличие от тел неживой природы, живые организмы отличаются сложностью строения и функциональности. Но если рассматривать каждое свойство отдельно, то некоторые из них в той или иной форме можно наблюдать в неживой природе. Например, расти могут и кристаллы. Поэтому так важна совокупность свойств живых организмов.
На первый взгляд наблюдаемое многообразие организмов создает трудности для выявления их общих свойств и признаков. Однако по мере исторического развития биологических наук становились очевидными многие общие закономерности жизни, наблюдаемые у совершенно разных групп организмов.
Кроме ниже перечисленных свойств живого, также часто выделяют единство химического состава (схожесть у всех организмов и отличие соотношений элементов между живым и неживым), дискретность (организмы состоят из клеток, виды из отдельных особей и т. п.), участие в процессе эволюции, взаимодействие организмов между собой, подвижность, ритмичность и др.
Однозначного перечня признаков живого нет, отчасти это вопрос философский. Нередко, выделяя одно свойство, второе становится его следствием. Есть признаки живого, состоящие из ряда других. Кроме того, свойства живого тесно взаимосвязаны между собой, и эта взаимозависимость в совокупности дает такое уникальное явление природы как жизнь.
Обмен веществ – основное свойство живого
Все живые организмы осуществляют обмен веществ с окружающей средой: определенные вещества поступают в организм из среды, другие — выделяются в среду из организма. Это характеризует организм как открытую систему (также поток через систему энергии и информации). Наличие избирательного обмена веществ свидетельствует о том, что организм жив.
Обмен веществ в самом организме включает два противоположных, но взаимосвязанных и сбалансированных процесса — ассимиляцию (анаболизм) и диссимиляцию (катаболизм). Каждый из них состоит из многочисленных химических реакций, объединенных и упорядоченных в циклы и цепи превращения одних веществ в другие.
В результате ассимиляции образуются и обновляются структуры организма за счет синтеза необходимых сложных органических веществ из более простых органических, а также неорганических веществ. В результате диссимиляции происходит расщепление органических веществ, при этом образуются необходимые организму для ассимиляции более простые вещества, а также в молекулах АТФ запасается энергия.
Обмен веществ требует притока веществ извне, а ряд продуктов диссимиляции не находят применения в организме и должны из него удаляться.
Все живые организмы так или иначе питаются. Пища служит источником необходимых веществ и энергии. Растения питаются за счет процесса фотосинтеза. Животные и грибы поглощают органические вещества других организмов, после чего расщепляют их на более простые компоненты, из которых синтезируют свои вещества.
Для живых организмов свойственно выделение ряда веществ (у животных это в основном продукты расщепления белков — азотистые соединения), представляющих собой конечные продукты обмена веществ.
Пример ассимиляционного процесса — это синтез белка из аминокислот. Пример диссимиляции — окисление органического вещества при участии кислорода, в результате чего образуются углекислый газ (CO2) и вода, которые выводятся из организма (вода может использоваться).
Для осуществления процессов жизнедеятельности организмам необходим приток энергии. В гетеротрофные организмы она поступает вместе с пищей, то есть обмен веществ и поток энергии у них связаны. При расщеплении питательных веществ энергия высвобождается, запасается в других веществах, часть рассеивается в виде тепла.
Растения являются автотрофами и получают первоначальную энергию от Солнца (они улавливают его излучение). Эта энергия идет на синтез первичных органических веществ (в коих она и запасается) из неорганических.
Это не значит, что в растениях не протекают химические реакции распада (диссимиляции) органических веществ для получения энергии. Однако растения не получают извне органику посредством питания.
Она у них полностью «своя».
Энергия идет на поддержку упорядоченности, структурированности живых организмов, что важно для протекания многочисленных химических реакций в них. Противостояние энтропии — важное свойство живого.
Дыхание — это характерный для живых организмов процесс, в результате которого происходит расщепление высокоэнергетических соединений. Высвобождаемая при этом энергия запасается в АТФ.
В неживой природе (когда процессы пущены на самотек) структурированность систем рано или поздно утрачивается. При этом устанавливается то или иное равновесие (например, горячее тело отдает тепло другим, температура тел выравнивается).
Чем меньше упорядоченность, тем больше энтропия. Если система закрыта и в ней протекают процессы, которые не уравновешивают друг друга, то энтропия увеличивается (второй закон термодинамики).
Живые организмы обладают свойством уменьшать энтропию путем поддержания внутренней структуры за счет притока энергии из вне.
Наследственность и изменчивость как свойство живого
В основе самообновления структур живых организмов, а также размножения (самовоспроизведения) организмов лежит наследственность, которая связана с особенностями молекул ДНК.
При этом в ДНК могут появляться изменения, которые приводят к изменчивости организмов и обеспечивают возможность процесса эволюции.
Таким образом, живые организмы обладают генетической (биологической) информацией, что также можно обозначить как основной и исключительный признак живого.
Несмотря на способность к самообновлению, она у организмов не вечна. Продолжительность жизни особи ограничена. Однако живое остается бессмертным благодаря процессу размножения, которое может быть как половым, так и бесполым. При этом происходит наследование признаков родителей путем передачи ими потомкам своей ДНК.
Биологическая информация записана с помощью особого генетического кода, который универсален для всех организмов на Земле, что может говорить о единстве происхождения живого.
Генетический код хранится и реализуется в биологических полимерах: ДНК, РНК, белках. Такие сложные молекулы также являются особенностью живого.
Информация, хранимая в ДНК, при переносе на белки выражается для живых организмов в таких их свойствах как генотип и фенотип. Все организмы обладают ими.
Рост и развитие — свойства живых организмов
Рост и развитие — это свойства живых организмов, реализуемые в процессе их онтогенеза (индивидуального развития). Рост — это увеличение размеров и массы тела с сохранением общего плана строения.
В процессе развития организм меняется, он приобретает новые признаки и функциональность, другие — могут быть утеряны. То есть в результате развития возникает новое качественное состояние.
У живых организмов обычно рост сопровождается развитием (или развитие ростом). Развитие направлено и необратимо.
Кроме индивидуального развития выделяют историческое развитие жизни на Земле, которое сопровождается образованием новых видов и усложнением жизненных форм.
Хотя рост можно наблюдать и в неживой природе (например, у кристаллов или пещерных сталагмитов), его механизм у живых организмов иной.
В неживой природе рост осуществляется за счет простого присоединения вещества к наружной поверхности. Живые организмы растут за счет питательных веществ, поступающих внутрь.
При этом у них увеличиваются не столько сами клетки, сколько возрастает их количество.
Раздражимость и саморегуляция
Живые организмы обладают свойством в определенных пределах изменять свое состояние в зависимости от условий как внешней, так и внутренней среды. В процессе эволюции у видов выработались различные способы регистрации параметров среды (среди прочего посредством органов чувств) и ответной реакции на разные раздражители.
Раздражимость живых организмов избирательна, то есть они реагируют только на то, что важно для сохранения их жизни.
Раздражимость лежит в основе саморегуляции организма, которая, в свою очередь, имеет приспособительное значение. Так при повышении температуры тела у млекопитающих расширяются кровеносные сосуды, отдавая в окружающую среду тепло в большем количестве. В результате температура животного нормализуется.
У высших животных многие реакции на внешние раздражители зависят от достаточно сложного поведения.
plustilino © 2019. All Rights Reserved
Общие свойства живых организмов (Таблица)
Справочная таблица содержит основные общие свойства живых организмов, такие как движение, рост, наследственность, изменчивость, развитие, размножение, обмен веществ и другие, их описание и характеристика.
Живое тело — открытая саморегулирующаяся и самовоспроизводящаяся система, построенная из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот (М. В. Волькенштейн, 1965). Первые живые тела возникли при взаимодействии коацерватов и нуклеиновых кислот; их называют пробионтами.
Таблица общих свойств живых организмов
| Свойства живых организмов | Характеристика |
| Единство химического элементарного состава | В состав живого входят те же элементы, что и в состав неживой природы, но в других количественных соотношениях. В живых организмах 98% химического состава приходится на четыре элемента: углерод, кислород, азот и водород, которые образуют крупные органические молекулы – белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. |
| Единство биохимического состава | Все живые организмы состоят в основном из белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот. |
| Единый принцип структурной организации | Клеточное строение всех живых организмов. Единицей строения, жизнедеятельности, размножения, индивидуального развития является клетка; вне клетки жизни нет. |
| Движение | Перемещение организма или частей организма в пространстве (у растений движение к свету – фототропизм) |
| Обмен веществ и энергии | Процесс который состоит из двух взаимосвязанных процессов: ассимиляции — синтеза органических веществ в организме (за счет внешних источников энергии — света, цищи) и диссимиляции — процесса распада сложных органических веществ с выделением энергии, которая затем расходуется организмом. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее вещества, необходимые организму и выделяя продукты жизнедеятельности. Питание – поглощение и усвоение питательных веществ. Дыхание – поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Выделение – удаление из организма побочных продуктов обмена веществ. Именно обмен веществ и обеспечивает относительное постоянство химического состава организмов. |
| Открытость | Живые системы являются открытыми, поскольку в ходе метаболиза через них проходят потоки веществ и энергии. |
| Рост | Увеличение размеров и массы тела, сопровождающееся развитием |
| Развитие | Необратимое направленное изменение объектов живой природы, сопровождается количественным и качественным изменением объекта (особи). Индивидуальное развитие – онтогенез, историческое развитие – филогенез |
| Размножение (самовоспроизведение) | Воспроизведение себе подобных. Половое и бесполое размножение. В основе лежит информация, заложенная в ДНК. |
| Наследственность | Способность организмов передавать свои признаки, свойства и функции следующим поколениям. Обусловлена наличием единого генетического кода. |
| Изменчивость | Способность организмов приобретать новые признаки и свойства, основой которой являются изменения строения молекул ДНК. |
| Раздражимость | Способность отдельных клеток, тканей и организмов изменять свое состояние, реагируя на воздействие внешних и внутренних раздражителей, условия внешней среды. |
| Саморегуляция | Способность организмов поддерживать постоянство своего химического состава и функций (например: постоянство температуры тела), в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды – гомеостаз |
| Дискретность | Любая биологическая система состоит из отдельных взаимодействующих частей, которые вместе образуют структурно-функциональное единство. |
_______________
Источник информации: Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л.Богданова —М.: 2012.
Свойства живых организмов (5 класс, биология) в таблице – Помощник для школьников Спринт-Олимпик.ру
Землю населяют многообразные живые существа, не похожие друг на друга. Несмотря на разное строение и особый образ жизни, их объединяют свойства живых организмов. Эти свойства отличают живую материю (всех живых существ планеты), от неживой природы (гор, рек, камней).
Содержание
- Свойства
- Биологическое разнообразие
- Что мы узнали?
Свойства
Отличия живой природы от неживой материи подробно описаны в таблице свойств живого организма.
| Признак | Описание |
| Клеточное строение | Живые существа состоят из клеток – «кирпичиков жизни». Это единица всего живого. Вне клетки жизнь невозможна |
| Питание | Из пищи извлекается энергия, необходимая для поддержания жизнедеятельности. Растения являются автотрофами и используют в качестве пищи солнечный свет, углекислый газ, воду с минеральными веществами. Процесс создания питательных веществ внутри организма с помощью света называется фотосинтезом. Остальные существа питаются готовыми веществами, т.е. поедают других существ, и называются гетеротрофами |
| Обмен веществ | Научное название – метаболизм. Это процесс извлечения полезных, питательных, жизненно важных веществ из пищи, поступающей из внешней среды. Сложные вещества распадаются на более простые, из которых каждая клетка образует необходимые организму вещества, а также извлекает энергию и тепло |
| Дыхание | Является частью обмена веществ. Организмы поглощают из воздуха кислород, а выделяют углекислый газ. Кислород окисляет, т.е. соединяется с другими веществами, и участвует в сложных биохимических реакциях |
| Рост | Организмы постоянно растут. У многоклеточных это происходит за счёт деления клеток |
| Раздражимость | Способность реагировать на проявления внешней среды. Например, цветы при нехватке солнечного света закрываются, а человек отдёргивает руку при соприкосновении с горячим предметом |
| Размножение | Организмы воспроизводят подобных себе существ. Это сложный процесс, который может протекать по-разному в зависимости от сложности организации организма. Например, одноклеточные существа делятся, растения размножаются семенами или частями организма, для воспроизводства млекопитающих нужны две особи – мужская и женская |
| Смерть | Этот естественный процесс является логичным завершением жизни. Все живые существа, независимо от продолжительности жизни, умирают и разлагаются, давая пищу другим организмам |
Рис. 1. Клеточное строение организмов.
Живые организмы не живут обособлено от неживой природы, а активно взаимодействуют с ней. Вода и кислород – относятся к неживой материи, но при этом являются жизненно важными веществами для живых организмов. Взаимодействие живой и неживой природы посредством метаболизма называется круговоротом веществ.
Биологическое разнообразие
Общие свойства живого присущи и одноклеточным организмам, состоящим всего из одной клетки, и сложно организованным животным, таким как люди. Всё биологическое разнообразие для удобства изучения подразделяется на пять царств:
- вирусы;
- бактерии;
- растения;
- грибы;
- животные.
Рис. 2. Царства живой природы.
Вирусы многие учёные относят к неживой природе. Они находятся на границе перехода веществ в живую форму и обладают свойствами живой и неживой материи. Например, способны к размножению, но при этом не растут и не питаются.
Бактерии отличаются от других одноклеточных организмов (растений и животных) отсутствием ядра – части клетки, в которой хранится наследственная информация. Такие примитивные организмы размножаются делением и имеют все признаки живого.
Растения, грибы и животные относятся к эукариотам. Их клетки имеют оформленное ядро. Растения от грибов отличаются наличием листьев и способностью к фотосинтезу. Грибы не являются животными, т.к. имеют особое строение и не способны к активному перемещению.
Царство животных очень обширно и охватывает множество существ от одноклеточных простейших (амёба) до млекопитающих (слон, кошка, белка), к которым относится и человек.
Рис. 3. Разнообразие животных.
Все живые организмы имеют одинаковый химический состав, т.к. состоят из одних и тех же элементов. Для жизни важны углерод, кислород, азот, водород.
Что мы узнали?
Из урока 5 класса биологии узнали об основных свойствах живой материи, а также о разнообразии жизни на Земле. Основными признаками живого являются размножение, дыхание, питание, рост.
Основу всех живых существ составляет клетка. Всё разнообразие живой природы представлено пятью царствами – вирусами, бактериями, растениями, грибами, животными.
Вирусы являются переходной формой от неживой к живой материи.
ПредыдущаяСледующая
Определение жизни. Основные свойства живых организмов
«Жизнь – есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой… с прекращением обмена веществ прекращается и жизнь…» (Ф. Энгельс)
Достижения биологии нашего времени позволили вскрыть новые черты, характерные для живых организмов, и на этом основании дать более подробное определение понятия «жизнь». Одно из таких определений принадлежит ученому М.В. Волькенштейну:
«Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот».
Современное определение: «Жизнь – это макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, самосохранению и саморегуляции, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии». Жизнь существует в форме открытых систем. Это означает, что любая живая форма постоянно обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией.
Основные признаки живых организмов:
А) Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты не живой природы. В живых организмах 98% химического состава приходится на четыре элемента: углерод, кислород, азот и водород.
Б) Обмен веществ и энергии – это использование внешних источников энергии в виде пищи, света и др. Основу обмена веществ составляют взаимосвязанные процессы ассимиляции, т. е. процессы синтеза веществ в организме, и диссимиляции, в результате которых сложные вещества и соединения распадаются на простые и выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза.
В) Самовоспроизведение. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, которое обусловлено информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте ДНК. Самовоспроизведение тесно связано с явлением наследственности: любое живое существо рождает себе подобных.
Г) Наследственность заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Она обусловлена относительной стабильностью, т. е. постоянством строения ДНК.
Д) Изменчивость – это приобретение организмами новых признаков и свойств. В основе наследственной изменчивости лежат изменения биологических матриц – молекул ДНК. Изменчивость приводит к появлению новых форм жизни, новых видов живых организмов.
Е) Способность к росту и развитию – свойство организма увеличиваться в размерах и массе с сохранением общих черт строения. Рост сопровождается развитием. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта.
Ж) Раздражимость – это свойство выражается реакциями живых организмов на внешнее воздействие. Благодаря раздражимости организмы избирательно реагируют на условия окружающей среды.
З) Дискретность – всеобщее свойство материи. Любая биологическая система состоит из отдельных, тем не менее, взаимодействующих частей, образующих структурно-функциональное единство.
Урок 3: Сущность жизни
- План урока:
- Сущность жизни и свойства живого
- Уровни организации живой материи
Сущность жизни и свойства живого
Многие столетия ученые пытались постичь сущность жизни и дать ей определение. Однако, многие понятия просто сводились к перечислению основных свойств живых организмов. Наиболее полное определение сущности жизни дал Фридрих Энгельс в 19 веке.
При внимательном изучении данного определения можно выявить два основных признака жизни:
- Все тела имеют белковую природу;
- Для живых организмов характерен обмен веществ с внешней средой.
Однако в настоящее время было сделано много открытий в биологии, поэтомупонимание сущности жизни значительно расширилось. Рассмотрим определение, которое появилось в современной науке.
В данном определении прослеживаются отличия от понимания сущности жизни в 19 веке. Фридрих Энгельс утверждал, что все тела имеют белковое происхождение.
В современной науке известно, что молекулы какого-либо одного соединения не могут быть носителями жизни, а в состав живых существ входит целый комплекс органических и неорганических соединений.
Данные вещества определяют химический состав организмов. Познакомимся с ним на рисунке.
Нужно обратить внимание, что всякое существо является сложной системой, обладающее определенными свойствами, отличающими их от неживой материи. Познакомимся с ними подробнее.
- Одним из свойств всего живого считается обмен веществ. Даже Фридрих Энгельс в своем понимании сущности жизни указывал на обмен веществ как признак живого. Данное свойство является одним из условий существования жизни. Организмы в ходе обмена используют вещества и энергию среды обитания, а затем возвращают в биосферу продукты распада, а также энергию в форме тепла. Обмен веществ или метаболизм состоит из двух взаимосвязанных процессов: анаболизма и катаболизма. Познакомимся с ними на схеме.
Все реакции обмена веществ тесно переплетаются между собой, а также представляют две стороны единого процесса. Со временем в живом организме этот непрерывный обмен веществ и энергии угасает. С прекращением этого процесса не происходит питания и выделения, соответственно заканчивается и существование самого организма – он умирает.
Таким образом, реакции обмена веществ способствуют поддержанию постоянства химического состава организма и обеспечивают протекание всех процессов жизнедеятельности.
- Достаточно важным свойством всего живого является саморегуляция. Этот признак организмы выработали в процессе длительной эволюции. Заключается оно в способности сохранять состав и признаки на относительно постоянном уровне независимо от условий среды. Саморегуляция обеспечивает поддержания постоянства внутренней среды живого организма, получившее название гомеостаза.
Рассмотрим механизм саморегуляции на примере колебания уровня глюкозы в крови человека.
Таким образом, многочисленные биохимические реакции осуществляются по принципу авторегуляции: недостаток поступления каких-либо питательных веществ мобилизует внутренние ресурсы организма, а избыток вызывает запасание этих веществ. Благодаря саморегуляции в живых организмах все химические компоненты поддерживаются на постоянном уровне.
- Способность к самовоспроизведению или размножению является одним из обязательных свойств живых организмов.
Любой вид на Земле состоит из особей, которые рано или поздно перестают существовать. Самовоспроизведение живых организмов поддерживает длительное существование вида, а также всей биосферы в целом.
Оно приводит к увеличению численности особей вида и способствует его расселению. Причем если животные способны расселяться самостоятельно, то растения не могут, так как для них не свойственно движение.
Соответственно, размножение способствует царству растения расселиться на значительные территории и не исчезнуть с лица Земли.
- При самовоспроизведении значительную роль играют такие свойства живого как наследственность и изменчивость.
Наследственность считается главным механизмом передачи информации о признаках, свойствах и функциях живых существ из поколения в поколение.
Носителем наследственной информации является ДНК, которая перед делением клетки удваивается. В результате дочерние клетки получают точную копию материнской ДНК, а вместе с ней ту же наследственную информацию, которая находится в генетическом коде.
Однако сходство родителей и потомков никогда не бывает полным. Так проявляется еще одно свойство живых организмов – изменчивость. Она противоположна наследственности и связана с появлением признаков, отличающих дочерний организм от материнского. К примеру, у одного вида божьих коровок может быть различная окраска, которая является следствием изменчивости живых организмов.
Мы уже рассмотрели механизм передачи наследственности. Так откуда же появляются новые, несвойственные организму признаки. Удвоенная молекула ДНК не всегда похожа наматеринскую. Поэтому небольшие сбои при копировании дают новую наследственную информацию, следствием этого является появление других свойств, часто полезных в изменяющихся условиях.
Благодаря наследственности и изменчивости все живое на планете шло по пути эволюции, приобретая полезные признаки и адаптируясь к внешней среде.
- Для любого живого существа характерны развитие и рост. Организмы, возникающие вследствие размножения, наследуют не готовые качества, а только генетическую информацию и вероятность формирования конкретных признаков. Данная наследственная информация реализуется в процессе индивидуального развития живого существа.
При развитии организма происходит увеличение его количественных показателей – роста. Причем рост живых организмов это неотъемлемый признак онтогенеза, который хорошо прослеживается на рисунке.
Помимо онтогенеза все живое на Земле проходит процесс исторического развития – филогенез. Результатом данного процесса является многообразие существ на планете.
- Всякий живой организм может отвечать на воздействие внешней среды, проявляющейся в какой-либо ответной реакции, получившей название раздражимость.
Благодаря такому свойству как раздражимость достигается уравновешивание живых существ с внешней средой, то есть они избирательно откликаются на внешнее влияние и активно приспосабливаются к окружающим условиям.
Уровни организации живой материи
Вся живая материя нашей планеты представлена отдельными особями, состоящими из определенных частей различных уровней – молекул, клеток, тканей, органов. Каждый организм считается частью всевозможных биологических систем – популяций, биоценозов, биосферы в целом.
На каждом уровне организации живой материи проявляются свои качественные особенности жизни. Остановимся подробнее на каждом уровне.
- Начальным уровнем организации живой материи считается молекулярный. Он представлен молекулами органических веществ – белков, углеводов, липидов. Помимо этого молекулярный уровень живой материи включает аденозинфосфорные кислоты, которые являются источником энергии. Наследственная информация заключена в молекулах ДНК, а ее реализация осуществляется при участии молекул РНК.
Молекулы участвуют в росте и развитии организма, хранении и передачи наследственной информации, в обмене веществ и преобразовании энергии. Это является важной характеристикой молекулярного уровня организации живой материи.
- Клеточный уровень организации считается первым, на котором проявляются признаки живой материи. Элементарной единицей всех существ является клетка. Соответственно клеточное строение характерно для всей живой материи на планете. Растительные и животные особи состоят из клеток, которые имеют черты сходства и различия.
Наиболее примитивные существа находятся только на клеточном уровне живой материи. Одна клетка в данном случае представляет собой организм, функционирующий как единое целое.
Очень интересно, что в истории нашей планеты был такой период, когда вся живая материя находилась на клеточном уровне организации. Такие существа являлись составными частями популяций, биоценозов, а также биосферы.
- Организменный уровень организации живой материи представлен великим множеством существ. В настоящее время на Земле обитает более миллиона видов животных и около полумиллиона видов высших растений.
Элементарной единицей организменного уровня живой материи считается особь как отдельный организм с индивидуальными особенностями. Вне особей в природе жизнь не существует.
На данном уровне протекают процессы онтогенеза, организм функционирует как единая система, осуществляя саморегуляцию и поддерживая гомеостаз. Однако, для любого существа наступает момент прекращения работы всех процессов жизнедеятельности, следствием является биологическая смерть организма.
- Популяционно-видовой уровень живой материи принципиально отличается от организменного. Во-первых, элементарной единицей данного уровня считается популяция, которая представляет собой совокупность особей определенного вида.
Во-вторых, организм на определенном этапе умирает, его продолжительность жизни заложена генетически. Популяция может развиваться довольно долго при подходящих условиях.
Помимо этого можно выделить ряд свойств характерных для популяционно-видового уровня живой материи. Познакомимся с ними на рисунке.
Популяция постоянно изменяется во времени, то есть участвует в эволюционном процессе. Данная единица является составной частью биогеоценозов.
- Экосистемный уровень организации живой материи включает в себя совокупность популяций различных видов, находящихся в непрерывном взаимодействии друг с другом, а также с внешней средой.
Во всякой экосистеме постоянно происходит круговорот веществ, а также энергии, обусловленный жизнедеятельностью организмов. Все экосистемы планеты составляют биосферу.
- Высшим уровнем организации является биосферный, который объединяет всю живую материю на планете. В биосфере выделяют несколько типов веществ, которые взаимосвязаны друг с другом.
Все процессы глобального масштаба протекают на биосферном уровне живой материи. Для предотвращения экологического кризиса важно знать механизм этих процессов и влияние деятельности человека на них.
Целостное представление о жизни можно получить только при комплексном изучении явлений, протекающих на всех уровнях.
Загрузка...
