Что такое свойство живых организмов

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.

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).

Энергозависимость живого

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.

Источник

§ 1. Общие свойства живых организмов

Оглавление

Преамбула

Как вам уже известно, живая природа на Земле очень разнообразна и состоит из биологических систем разных уровней организации. Одним из уровней организации жизни является организменный уровень. С разнообразием организмов вы уже познакомились при изучении биологии в 7-м и 8-м классах и знаете, что они могут быть одноклеточные, колониальные или многоклеточные. Несмотря на разнообразие структурной организации, живым организмам присущи общие свойства.

Единство химического состава

Клеточное строение

Обмен веществ и энергии

Живой организм — открытая устойчивая система, через которую проходят потоки веществ и энергии. Определенные вещества и энергия поступают в организм из среды (питание, дыхание), другие — выделяются из организма в среду (выделение). В самом организме обмен веществ и энергии включает два противоположных, но взаимосвязанных процесса. Это синтез сложных веществ из простых с поглощением энергии и расщепление сложных веществ до более простых с выделением энергии. Оба эти процесса в организме сбалансированы между собой и обеспечивают относительное постоянство его химического состава.

Саморегуляция

Способность живых организмов поддерживать потоянство химического состава и физиологических процессов в непрерывно изменяющихся условиях внешней среды называется саморегуляцией. У животных саморегуляция осуществляется благодаря деятельности нервной и гуморальной систем. Сигналом для включения той или иной регуляторной системы может быть изменение в организме показателей температуры, кровяного давления, количества воды, энергии, скорости обменных процессов. Только живые организмы могут сохранять постоянными показатели внутренней среды при изменении факторов внешней среды. Так, у теплокровных животных существуют многочисленные механизмы поддержания на постоянном уровне температуры тела вне зависимости от температуры окружающей среды. Гормоны инсулин и глюкагон обеспечивают постоянный уровень глюкозы в крови человека независимо от количества углеводов, поступающих с пищей.

У растений отсутствует нервная система, поэтому гормональная регуляция у них является важнейшим фактором саморегуляции и управления ростом и развитием. Она осуществляется с помощью фитогормонов — низкомолекулярных органических веществ с высокой физиологической активностью. Водный баланс у растений поддерживается путем транспирации.

*Подвижность

Все живое может изменять свое положение в пространстве, то есть обладает способностью к движению. Это более очевидно у животных, которые умеют летать, ходить, ползать или бегать. У растений подвижность менее заметна. Но у них можно наблюдать движение цитоплазмы внутри клеток и даже движение целых органов (соцветий, листовых пластинок) вслед за перемещением солнца, хотя и с малой скоростью. Иногда движение настолько медленное, что его трудно увидеть невооруженным глазом.

*Раздражимость

Все живые организмы способны реагировать на изменение внешней или внутренней среды. Любое изменение условий внешней или внутренней среды представляет собой раздражитель по отношению к конкретному организму, а его ответная реакция является проявлением раздражимости. Раздражимость живых организмов избирательна, то есть они реагируют только на то, что важно для сохранения их жизни. Скорость реагирования может сильно варьировать в зависимости от вида организма. Реакции многоклеточных животных на раздражители, осуществляемые и контролируемые центральной нервной системой, называются рефлексами. Организмы, не имеющие нервной системы, лишены рефлексов, и их реакции выражаются в изменении характера движения (таксисы) или роста (тропизмы). В процессе эволюции у разных видов выработались различные способы восприятия раздражителей и типы ответной реакции на них.

Размножение

Любой вид в природе состоит из особей, существование каждой из которых ограничено во времени. Рано или поздно жизнь отдельно взятой особи прекратится, но вид не перестанет существовать. Выживание вида обеспечивается появлением потомства путем бесполого или полового размножения существующих особей (родителей). Размножение — свойство организмов воспроизводить себе подобных с сохранением главных признаков вида (см. рис.). Благодаря размножению обеспечивается непрерывность и преемственность жизни на Земле. В основе размножения лежит самовоспроизведение новых молекул и структур, обусловленное наследственной информацией, которая находится в хромосомах родительских клеток. Самовоспроизведение тесно связано с явлением наследственности. Если новый организм развивается на основе набора хромосом, идентичного набору одной родительской особи (бесполое размножение), он будет ее полной копией. У организма, содержащего хромосомы двух родителей разного пола (половое размножение), помимо признаков обоих родителей, могут появляться новые признаки как следствие образования новой комбинации наследственной информации. Например, у кареглазых родителей может появиться ребенок с голубыми глазами.

*Наследственность и изменчивость

Если сравнить родителей и их потомков, то можно заметить сходство между ними по ряду признаков. Любой живой организм рождает себе подобных. Способность живых организмов передавать определенные признаки и свойства из поколения в поколение называется наследственностью. Закономерности наследственности изучает генетика. Ученые, изучавшие наследственность, установили, что признаки определяются материальными структурами наследственности, расположенными в хромосомах, которые передаются от родителей к потомкам. Информация в них записана с помощью особого генетического кода, который универсален для всех организмов на Земле, что свидетельствует о единстве происхождения жизни.

В ходе размножения у потомков сохраняются свойства и признаки исходного материнского организма. Однако размножение — это не простая способность к самокопированию, поскольку у потомков имеются и отличительные признаки. Способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства в процессе индивидуального развития называется изменчивостью. В основе наследственной изменчивости лежат изменения в биологических матрицах наследственности — хромосомах. Изменчивость дает разнообразный материал для отбора организмов, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования, что, в свою очередь, приводит к появлению новых видов живых организмов.

Рост и развитие

Рост и развитие — это свойства организмов, реализуемые в процессе их жизни. Рост — количественное увеличение размеров и массы тела путем деления клеток, сопровождающее развитие организма или его частей. Развитие — это необратимые качественные изменения в строении и функциональной активности организма. Следует различать индивидуальное и историческое развитие видов. В процессе индивидуального развития организмы данного вида постепенно и последовательно изменяются в течение своей жизни. Они приобретают новые признаки и свойства, а прежние могут быть утеряны. В результате индивидуального развития возникает новое качественное состояние организмов.

В отличие от индивидуального развития историческое развитие вида сопровождается образованием новых видов и усложнением жизненных форм. В результате исторического развития возникло все видовое многообразие жизни на Земле.

*Адаптация к условиям существования

Живые организмы способны приспосабливаться к условиям окружающей среды путем приобретения специфических приспособлений (адаптаций) в ходе исторического развития. Например, длинная шея у жирафа позволяет ему добывать пищу там, где ее никто из других видов наземных копытных млекопитающих не может достать, а способность хамелеона изменять окраску покровов тела в соответствии с фоном среды позволяет ему становиться менее заметным и избегать поедания хищниками. Организмы, не обладающие необходимыми адаптациями к условиям среды, вымирают.

*Повторим главное. Несмотря на разнообразие структурной организации живых организмов, им присущи общие свойства. Для всех организмов характерно единство химического состава — тело построено из белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Клетка является структурно-функциональной единицей всего живого. Живой организм — открытая устойчивая система (в ней протекает обмен веществ и энергии), способная к саморегуляции, размножению, росту и развитию, адаптации к условиям среды. Для организма также характерны такие свойства, как подвижность, раздражимость, наследственность и изменчивость.

Проверим знания

Ключевые вопросы

1. Какие органические вещества являются основными компонентами тела живых организмов?
2. Что является структурно-функциональной единицей организмов?
*3. Какое свойство организмов обеспечивает постоянство существования жизни на Земле?
*4. Почему свойства и признаки родителей проявляются у потомков?
*5. Чем можно объяснить, что у одних и тех же родителей появляются потомки с разными признаками?

1. Какие свойства живых организмов позволят сохраниться жизни на Земле в случае резкого потепления климата? Ответ обоснуйте.
2. Как вы думаете, может ли быть развитие без роста организма и наоборот? Ответ аргументируйте конкретными примерами.
*3. Что означает выражение «организм — открытая система»? Можно ли считать открытой системой объект неживой природы? Почему?
* 4. В чем заключается индивидуальное и историческое развитие организмов? Приведите примеры.

*Индивидуальное домашнее задание. Проведите наблюдение за живыми организмами в окружающей природе (в лесу, парке, на лугу и др.). Сравните их с неживыми объектами. Найдите различия между ними. Установите общие свойства у живых организмов.

Источник

Общие свойства живых организмов.

Биология является наукой, изучающей жизнь во всех направлениях и общие свойства живого.

По Энгельсу, жизнь – способ существования белковых тел, существенным моментом которого явл. постоянный обмен веществ с окружающей средой, с прекращением которого прекращается и жизнь, что приводит к распаду белков.

Современное определение: живые тела, существующие на Земле – открытые саморегулирующиеся и самовос­про­изводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот.

Для живых организмов характерны свойства, отличающие их от объектов неживой природы:

1. Определенный химический состав.

В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в неживые объекты, но в различных пропорциях. Из 100 элементов необходимы 20. Выделяют обязательные (органо­генные) элементы – водород, углерод, кислород, азот.

Так же важны натрий, калий, кальций, магний, сера, фосфор. Все организмы построены из белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.

2. Наличие клеточного строения (кроме бактерий).

Клетка – структурно-функциональная единица живого.

3. Обмен веществ и энергозависимость.

Живой организм – открытая устойчивая система, которая при поступлении энергии извне, находится в динамическом равновесии.

4. Способность к саморегуляции.

Гомеостаз – способность поддерживать постоянство химическо-физических свойств.

Показатели гомеостаза: температура, давление, количество воды, энергия, скорость обмен­ных процессов.

В тканях показатель гомеостаза – количество клеток.

В органах – интенсивность работы.

В популяциях – соотношение возрастных групп и половой состав.

5. Способность к самовоспроизведению.

a. Воспроизведение себе подобных.

b. Передача наследственной информации.

c. Главным переносчиком информации явл. хромосомы.

Наследственность – способность живых организмов передавать признаки и свойства из поко­ления в поколение при помощи ДНК и РНК. Закономерности изучает генетика. Мен­дель предположил, что признаки определяются генами. Ген – участок молекулы ДНК, ко­дирую­щий первичную структуру белка.

Ген — белок — признак.

Изменчивость – способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства в процессе индивидуального развития. Изменчивость создает материал для естественного от­бора.

8. Индивидуальное развитие.

Онтогенез – процесс индивидуального развития организма от момента оплодотворения до момента смерти. Развитие сопровождается ростом, продолжительность роста ограничена процессами старения.

Ι. Проэнтогенез-гаметогенез, оплодотворение.

ΙΙ. Эмбриональный период – рождение.

ΙΙΙ. Постэмбриональный – ювенильный, этап зрелости, этап старости.

9. Историческое развитие.

Филогенез – историческое развитие мира; необратимое и направленное развитие живой при­роды, сопровождающееся появлением новых видов и прогрессивным усложнением жизни. Все разнообразие видов растений и животных есть результат эволюции.

Раздражимость – способность живых организмов отвечать на внешние и внутренние раз­дра­жители специфическими реакциями.

фототропизм (поворот листьев в сторону солнца);

геотропизм (рост кончика корня по отношению к центру Земли);

таксис (однонаправленное движение К или ОТ источника раздражения);

рефлекс (свойство организма отвечать на действие раздражителей при обязательном уча­стии нервной системы).

Организмы способны двигаться различными способами:

a. Амебоидная – с помощью ложноножек (амеба обыкновенная, лейкоциты);

b. Реактивная – с помощью выстреливания струи воды (медузы, головоногие мол­люски);

d. Жгутиковые – с помощью жгутика – выроста клетки, окруженного цитолеммой, но длин­нее реснички (эвглена зеленая, Вольвокс, сперматозоид).

e. С помощью сократительных мышц.

Ритмичность – повторение состояний организма через промежуток времени в ответ на из­ме­нения внешней среды. Биоритмы (эктогенные – внешние; эндогенные – внутренние).

13. Целостность и дискретность.

С одной стороны, живая природа целостна, организованна, подчиняется определенным за­ко­нам. С другой стороны, природа дискретна, т.е. любая биологическая система состоит из обособленных, но тесно связанных элементов.

Принцип дискретности лег в основу представлений об уровне организации живой материи.

Уровни организации живой природы.

Уровеньорганизации живой природы – функциональное место данной биологической системы опре­деленной степени сложности в общей системе живого.

Развитие уровней в процессе происхождения из низшего в высшее, с появлением более высшего уровня предыдущий не исчезал, а лишь утрачивал ведущую роль, входил в состав как подчинен­ная структура или функциональная единица.

Таблица№1. Уровни организации живого.

Раздел 1.

Основы цитологии. Понятие цитологии. Предмет и задача цитологии.

Цитология – наука, изучающая строение, химический состав, развитие и функции, процессы воспро­изведения, восстановления и адаптации клетки к меняющимся условиям среды.

Цитология, как самостоятельная наука возникла в середине XΙX века с выхода в свет клеточной тео­рии Шлейдена и Шванна (1838-1839). За последние 20-30 лет из описательной науки превратилась в экспериментальную.

Задача современной цитологии: изучение детального строения клеток и их функционирования; ис­следование функций отдельных компонентов, воспроизведение клеток и приспособление к окружа­ющей среде.

Цитология – фундамент для ряда наук (анатомия, гистология, генетика, физиология, биохимия, эко­логия). Огромное значение цитология имеет для медицины т.к. любые заболевания имеют патологию конкретных клеток, что важно для понимания развития заболевания, диагностики, лечения и профи­лактики.

История развития цитологии.

Развитие цитологии связано с созданием и совершенствованием оптических устройств, позволяющих рассматривать и изучать клетки.

1610- голландский ученый Галилео Галилей сконструировал первый микроскоп, а после его усовер­шенствования в 1924 году его можно было использовать для первых исследований.

1665 – английский ученый Р. Гук с помощью увеличительных линз наблюдал в тонком срезе пробко­вой пластинки и назвал их клетками.

Во второй половине XVΙΙ века описания Гука легли в основу исследований анатомии растений Маль­пиге, который подтверждал теорию Гука.

1680 – голландский ученый Антони ван Левенгук открыл мир одноклеточных и увидел клетки жи­вотных. Открыл и описал эритроциты, сперматозоиды, клетки сердечной мышцы.

Дальнейший прогресс в изучении клетки связан с развитием микроскопии XΙX века. Изменились представления о строении клеток: главным в организации клетки стала считаться не клеточная стенка, а цитоплазма (Пуркине, 1830г).

В 30х годах XΙX века английский ученый английский ученый Броун обнаружил в клетках растений ядро и предложил термин «ядро». Обнаружил ядро в клетках грибов и животных. Эти и другие мно­гочисленные наблюдения позволили Шванну сделать ряд обобщений. Так Шванн показал, что клетки растений и животных принципиально схожи между собой. Шванном была сформулирована клеточная теория, т.к. при создании теории он пользовался трудами Шлейдена, то его так же считают создателем теории.

Источник