Цель опыта выяснить проявление каких свойств живых организмов
Живые системы имеют общие признаки:
1. единство химического состава свидетельствует о единстве и связи живой и неживой материи.
Пример:
в состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы, но в других количественных соотношениях (т. е. живые организмы обладают способностью избирательного накопления и поглощения элементов). Более (90) % химического состава приходится на четыре элемента: С, O, N, H, которые участвуют в образовании сложных органических молекул (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов).
2. Клеточное строение (Единство структурной организации). Все существующие на Земле организмы состоят из клеток. Вне клетки жизни нет.
3. Обмен веществ (Открытость живых систем). Все живые организмы представляют собой «открытые системы».
Открытость системы — свойство всех живых систем, связанное с постоянным поступлением энергии извне и удалением продуктов жизнедеятельности (организм жив, пока в нём происходит обмен веществами и энергией с окружающей средой).
Обмен веществ — совокупность биохимических превращений, происходящих в организме и других биосистемах.
Обмен веществ состоит из двух взаимосвязанных процессов: синтеза органических веществ (ассимиляции) в организме (за счёт внешних источников энергии — света и пищи) и процесса распада сложных органических веществ (диссимиляции) с выделением энергии, которая затем расходуется организмом. Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.
4. Самовоспроизведение (Репродукция) — способность живых систем воспроизводить себе подобных. Способность к самовоспроизведению является важнейшим свойством всех живых организмов. В её основе лежит процесс удвоения молекул ДНК с последующим делением клеток.
5. Саморегуляция (Гомеостаз) — поддержание постоянства внутренней среды организма в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды. Любой живой организм обеспечивает поддержание гомеостаза (постоянства внутренней среды организма). Стойкое нарушение гомеостаза ведёт к гибели организма.
6. Развитие и рост. Развитие живого представлено индивидуальным развитием организма (онтогенезом) и историческим развитием живой природы (филогенезом).
- В процессе индивидуального развития постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организма и осуществляется его рост (все живые организмы растут в течение своей жизни).
- Результатом исторического развития является общее прогрессивное усложнение жизни и всё многообразие живых организмов на Земле. Под развитием понимают как индивидуальное развитие, так и историческое развитие.
7. Раздражимость — способность организма избирательно реагировать на внешние и внутренние раздражители (рефлексы у животных; тропизмы, таксисы и настии у растений).
8. Наследственность и изменчивость представляют собой факторы эволюции, так как благодаря им возникает материал для отбора.
- Изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки и свойства в результате влияния внешней среды и/или изменений наследственного аппарата (молекул ДНК).
- Наследственность — способность организма передавать свои признаки последующим поколениям.
9. Способность к адаптациям — в процессе исторического развития и под действием естественного отбора организмы приобретают приспособления к условиям окружающей среды (адаптации). Организмы, не обладающие необходимыми приспособлениями, вымирают.
10. Целостность (непрерывность) и дискретность (прерывность). Жизнь целостна и в то же время дискретна. Эта закономерность присуща как структуре, так и функции.
Любой организм представляет собой целостную систему, которая в то же время состоит из дискретных единиц — клеточных структур, клеток, тканей, органов, систем органов. Органический мир целостен, поскольку все организмы и происходящие в нём процессы взаимосвязаны. В то же время он дискретен, так как складывается из отдельных организмов.
Отдельные свойства, перечисленные выше, могут быть присущи и неживой природе.
Пример:
для живых организмов характерен рост, но ведь и кристаллы растут! Хотя этот рост не имеет тех качественных и количественных параметров, которые присущи росту живого.
Пример:
для горящей свечи характерны процессы обмена и превращения энергии, но она не способна к саморегуляции и самовоспроизведению.
Следовательно, все перечисленные выше свойства характерны для живых организмов только в своей совокупности.
Источники:
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.
Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.
https://900igr.net/kartinki/geografija/Krugovoroty-v-biosfere/005-Priznaki-zhivogo.html
Источник
Сущность жизни и свойства живого.
Уровни организации живого.
Цель занятия: Познакомиться с живыми системами. Изучить уровни организации живой материи.
Что такое жизнь?
Живые организмы по многим признакам отличаются от неживой природы.
Живые организмы имеют определенный химический состав (белки, нуклеиновые кислоты), но смесь этих веществ не является живой системой. Особенностью живых систем является способность синтезировать белки по программам, содержащимися в нуклеиновых кислотах.
Каждый организм можно считать живым, если он имеет определенную структуру и выполняет определенные функции.
Классическое определение жизни дал Ф. Энгельс: «Жизнь, есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».
Современным представлениям более соответствуют такие определения:
– живыми называются системы, имеющие в своём составе белки и нуклеиновые кислоты и способные сами синтезировать эти вещества;
– живыми называются системы, имеющие генотип, записанный в нуклеиновых кислотах.
Самый общий подход к поиску определения жизни связан с термодинамическими свойствами живых систем. Прежде всего это связано с тем, что живые организмы являются диссипативными структурами (от лат. dissipatio – рассеивание), увеличивающими собственную упорядоченность за счёт роста неупорядоченности окружающей среды.
Жизнь – это поддержание и воспроизводство характерных высокоупорядоченных структур, которое совершенствуется в ходе эволюции и осуществляется в соответствии с внутренней программой благодаря внешним источникам вещества и энергии.
Субстрат жизни – это комплекс сложных биополимеров белков и нуклеиновых кислот, а жизнь есть их совместная функция.
Свойства живой материи.
1. Определенный химический состав.
Живые организмы состоят из тех же химических элементов, что и объекты неживой природы, однако соотношение этих элементов различно. Основными элементами живых существ являются С, О, Н и N.
2. Клеточное строение.
Все живые организмы, кроме вирусов, имеют клеточное строение.
3. Обмен веществ и энергозависимость.
Живые организмы являются открытыми системами, они зависят от поступления в них веществ и энергии из внешней среды.
4. Саморегуляция.
Живые организмы обладают способностью поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность обменных процессов.
5. Раздражимость и психические функции.
Живые организмы проявляют раздражимость, то есть способность отвечать на определенные внешние воздействия специфическими реакциями.
6. Наследственность.
Живые организмы способны передавать признаки свойства из поколения в поколение с помощью носителей информации – молекул ДНК и РНК.
7. Изменчивость.
Живые организмы способны приобретать новые признаки и свойства.
8. Самовоспроизведение (репродукция).
Живые организмы способны размножаться – воспроизводить себе подобных.
9. Индивидуальное развитие.
Онтогенез– развитие организма от момента зарождения до смерти. Развитие сопрвождается ростом.
10. Эволюционное развитие.
Филогенез– развитие жизни на Земле с момента её возникновения до настоящего времени.
11. Ритмичность.
Живые организмы проявляют ритмичность жизнедеятельности (суточную, сезонную и др.), что связано с особенностями среды обитания.
12. Целостность и дискретность.
С одной стороны, вся живая материя целостна, определенным образом организована и подчиняется общим законам; с другой стороны, любая биологическая система состоит из обособленных, хотя и взаимосвязанных элементов.
13. Иерархичность.
Начиная от биополимеров (нуклеиновых кислот, белков) до биосферы в целом все живое находится в определенной соподчиненности. Функционирование биологических систем – менее сложном уровне делает возможным существование более сложного уровня.
Уровни организации живой природы.
Все живые организмы произошли из неживой природы, постепенно усложняясь в ходе эволюции и естественного отбора и затем разделились по способу питания на автотрофов и гетеротрофов. Однако в сходных условиях окружающей среды дальнейшее развитие растений и животных шло параллельно, и поэтому в строении тела живых организмов можно проследить гомологические ряды.
Все организмы – живые системы, имеющие сходные черты строения и жизнедеятельности; у них сходный генетический код, химический состав, строение молекул, клеток, однотипное строение тела на одинаковых уровнях организации. Это единство живых организмов даёт возможность построить общую систему уровней организации живой материи от молекулярного до биосферного.
Уровень организации живой материи – это функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей иерархии живого. Выделяют следующие уровни (табл. 1).
Таблица 1 – Уровни организации живой природы
Уровень
Эмергентные свойства
Науки, занимающиеся этими вопросами
Молекулярный
(молекула белка)
Обладает характерной информацией, способностью к выполнению опреде-ленных функций в клетке.
Биохимия, цитология, биофизика
Клеточный
(клетка)
Обладает основными свойствами живых систем: способностью к обмену ве-ществ, размножению и т. д. У однок-леточных обладает свойствами организ-ма, у многоклеточных служит для вы-полнения определенной функции.
Биохимия, цитология,
биофизика
Органно – тканевый
(нейронная сеть)
Управляет клеточной жизнедеятель-ностью (делением, обменом веществ, функциональной активностью). Способ-на к обработке информации и выполне-нию определенных кибернетических функций.
Анатомия, морфология, гистология
Организменный
(особь)
Явяется единицей естественного отбора (как целое гибнет или выживает и разм-ножается). Обладает индивидуальностью, возникающей в результате онтогенеза.
Анатомия, морфология, физиология, генетика
Популяционный
(популяция)
Обладает потенциальным бессмертием и способностью к эволюции. Характери-зуется определенной половозрастной, пространственной, генетической, иерар-хической структурой.
Экология, эволюционное
учение
Биогеоценоти-ческий (биогеоценоз)
Способен к развитию (сукцессии), осу-ществляет частично замкнутый кругово-рот веществ.
Экология
Биосферный
(биосфера)
Осуществляет замкнутые биогеохими-ческие циклы (с учетом обмена вещест-вом с космосом и земными недрами). Регулирует некоторые свойства плане-ты, обладает способностью к биос-ферной эволюции.
Экология, учение о биосфере, геохимия
Задание для самостоятельной работы.
1. Какие свойства живой материи должны быть отражены, по вашему мнению, в определении понятия «жизнь»?
2. Почему трудно дать однозначное определение понятия «жизнь»? Попробуйте сформулировать собственное определение.
3. Дополните недостающие смысловые характеристики:
Упорядоченность__________________и___________________
Целостность_______________________и___________________
Рост_______________________________и__________________
__________________________________и энергии
__________________________________и гомеостаз.
4. Проиллюстрируйте на примерах такие свойства живой материи, как:
а) Дискретность и целостность…
б) Рост и развитие…
в) Обмен веществ и энергии…
5. Раскройте смысл утверждения: «Одним из важнейших свойств живых существ является способность к саморегуляции».
6. Установите соответствие между группами и их представителями:
Объекты Группы
1. Молекула А. Живая природа
2. Клетка
3. Дерево
4. Млекопитающие Б. Неживая природа
6. Повареная соль
7. Лед
8. Камень
9. Мел
10. Корень ландыша
7. Самовоспроизведение – это одно из важнейших свойств живой материи. Почему возникают различия между родителями и потомками?
8. Соедините стрелками соответствующие друг другу элементы левого и правого столбика.
9. Какие формы существования живой материи называются структурными уровнями организации жизни? Приведите примеры таких форм.
10. Заполните правую колонку таблицы 2.
Таблица 2 – Уровни организации живой материи
Биологический объект
Уровень организации
Молекулы белка
Корень
Вода
Нуклеиновая кислота
Растение
Животное
Древесина
Сосновый бор
Популяция зайцев
11. По аналогии с представленным примером в столбце 1 дополните таблицу 3.
Таблица 3 – Уровни организации живой природы
Уровни организации
Примеры
1
2
3
4
Молекулярно – генетический
Молекула АТФ
Клеточный
Нервная клетка
Тканевый
Нервный узел
Органный
Мозг
Организменный
Рыба
Популяционно – видовой
Стая рыб
Биогеоценотический
Коралловый риф
Биосферный
Биосфера Земли
12. Все уровни организации жизни рассматриваются как ступени, на которых происходит её усложнение и проявление ее новых форм. Перечислите примеры таких усложнений при переходе:
а) от молекулярного уровня – к клеточному.
13. Разгадайте кроссворд.
Вопросы.
1. Механизм, в результате которого сохраняется относительное постоянство внутренней среды организма.
2. Ответная реакция на внешние и внутренние воздействия на организм.
3. Преемственность поколений обеспечивает … .
4. Форма движения высшей материи по сравнению с физическими формами сущестования.
5. Единая структурно – функциональная единица живой материи.
6. Способность наследственной информации к изменениям.
7. Важнейшее свойство всех живых организмов, в основе которого лежит информация о строении и функциях любого живого организма.
8. Особь, индивид, самостоятельно взаимодействующий со средой обитания.
9. Системы, устойчивые лишь при условии непрерывного поступления в них энергии и вещества из окружающей среды.
Вопросы.
1. Высшая форма организации живой материи, объединяющая все экосистемы планеты.
2. Уровень, на котором изучают взаимоотношения организмов и среды обитания.
3. Совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определённую территорию.
4. Основная структурная и функ-циональная единица живых организмов.
5. Начальный уровень организации живого, который обладает всеми свойствами живого.
6. Уровень, представленный как одноклеточными, так и многоклеточными организмами, на котором изучается организм как единое целое.
7. Оболочка Земли, развивающаяся под воздействием живых организмов.
8. Совокупность живых организмов и среды обитания, связанных между собой обменом веществ, энергии и информации.
9. Уровень, представленный органическими и неорганическими молекулами, входящими в состав живых систем, а также в разнообразные комплексы.
Вопросы для повторения.
1. Какие химические элементы наиболее широко распространены в неживой природе?
2. Из каких химических элементов состоят живые организмы?
3. Чем отличаются обменные процессы в неживой природе от обмена веществ у живых организмов?
4. Что такое самовоспроизведение (репродукция) живых организмов? Что лежит в его основе?
5. Каково значение наследственности в поддержании жизни на Земле?
6. Что такое развитие?
7. Какие формы развития вы знаете?
8. В чем сущность онтогенеза и филогенеза? Что такое раздражимость?
9. Назовите формы раздражимости?
10. Какое значение для приспособления к условиям существования имеет раздражимость?
11. Приведите примеры дискретности как принципа организации живых систем для поддержания их целостности.
12. Приведите примеры саморегуляции физиологических процессов в организме.
13. В чем значение ритмичности процессов жизнедеятельности?
14. Объясните, почему живые организмы являются открытыми системами?
15. Дайте определение жизни.
Источник
☰
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).
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