Признаки биологических систем

Свойства живого

Знания данной темы помогут решать не только задания базового уровня, но и могут понадобиться для решения заданий высокого уровня сложности во второй части.

Принципы организации биологических систем

• Целостность – подчинённость компонентов общей цели
• Открытость – биологические системы открыты для поступления в них веществ, энергии и информации
• Взаимосвязанность – изменение одного компонента приводит к изменению других
• Высокая упорядоченность – согласованность между образующими систему компонентами, эффективное использование поступающей энергии
• Оптимальность конструкции – наиболее удачные сочетания элементов и частей; биологические системы включают наиболее лёгкие химические элементы; экономия строительного материала, минимизация живого вещества
• Управляемость – переход из одного состояния в другое
• Иерархичность – система может быть частью другой более крупной системы (см. тему «Уровни организации живой природы»)

Признаки биологических систем:

К обмену веществ с окружающей средой способны все живые организмы. Они поглощают из среды элементы питания и выделяют продукты жизнедеятельности. В круговороте органических веществ самыми существенными являются процессы синтеза и распада (ассимиляция и диссимиляция — см. тему «Обмен веществ. Урок 1»), в результате которых сложные вещества распадаются на более простые и выделяется энергия, необходимая для реакций синтеза новых сложных веществ.

Обмен веществ обеспечивает относительное постоянство химического состава всех частей организма и как следствие – постоянство их функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

Все существующие на Земле организмы состоят из клеток.

Исключение: вирусы, но и они проявляют свойства живого только в клетках других организмов.

В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково:

• В неживой природе самыми распространенными элементами являются Si (кремний), Fe (железо), Mg (магний), Al (алюминий), O (кислород).
• В живых же организмах 98% элементарного (атомного) состава приходится на долю всего четырех элементов: C (углерода), O (кислорода), N (азота) и H (водорода)- органогены.
• Все живые организмы состоят из органических соединений (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот).

Это свойство организмов воспроизводить себе подобных. Процесс самовоспроизведения осуществляется практически на всех уровнях жизни. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, обусловленное информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте – ДНК, которая находится в родительских клетках.

Это способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Наследственность обеспечивается стабильностью ДНК и воспроизведением ее химического строения с высокой точностью. Материальными структурами наследственности, передаваемыми от родителей потомкам, являются хромосомы и гены.

Это способность организмов приобретать новые признаки и свойства, отличные от родительских организмов. В ее основе лежат изменения материальных структур наследственности. Изменчивость поставляет разнообразный материал для отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования, что, в свою очередь, приводит к появлению новых форм жизни, новых видов организмов.

Это специфические избирательные ответные реакции организмов на изменения окружающей среды. Всякое изменение окружающих организм условий представляет собой по отношению к нему раздражение, а его ответная реакция является проявлением раздражимости. Отвечая на воздействия факторов среды, организмы взаимодействуют с ней и приспосабливаются к ней, что помогает им выжить.

1. Реакции многоклеточных животных на раздражители, осуществляемые и контролируемые центральной нервной системой, называются рефлексами.

2. Организмы, не имеющие нервной системы, лишены рефлексов, и их реакции выражаются в:

• Изменении характера движения = таксисы, что свойственно одноклеточным организмам
• Изменении направления роста = тропизмы, что характерно для растений.

(от лат. discretus — разделенный), (прерывность) и целостность (непрерывность).

Любая биологическая система состоит из отдельных изолированных, то есть обособленных или отграниченных в пространстве (дискретность), но тем не менее, тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство (целостность). Примеры:

• Любая особь состоит из отдельных клеток с их особыми свойствами, а в клетках также дискретно представлены органоиды и другие внутриклеточные образования.
• Популяция состоит из отдельных особей. Каждая особь представляет собой отдельную биологическую систему. Но при этом все особи в популяции взаимосвязаны между собой (внутривидовые взаимоотношения).

Или авторегуляция. Это способность живых организмов поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность физиологических процессов (гомеостаз).

Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта, изменяется его состав или структура. Развитие живых организмов представлено:

• Онтогенезом – это индивидуальное развитие организма.
• Филогенезом – это историческое развитие.

Филогенез всего органического мира называют эволюцией.

На протяжении онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов. В основе этого лежит поэтапная реализация наследственных программ.

Индивидуальное развитие сопровождается ростом.

Рост – увеличением линейных размеров и массы всей особи и ее отдельных органов за счет увеличения размеров и количества клеток.

В процессе исторического развития и под действием естественного отбора организмы приобретают приспособления к условиям окружающей среды (адаптации). Организмы, не обладающие необходимыми приспособлениями, вымирают.

Биологические системы являются «открытыми» для поступления энергии.

• Открытые системы – динамические, т.е. не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним веществ и энергии извне.

Живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступают из окружающей среды энергия и вещества в виде пищи. В большинстве случаев организмы используют энергию Солнца: одни непосредственно – это фототрофы (зеленые растения и цианобактерии), другие опосредованно, в виде органических веществ потребляемой пищи, – это гетеротрофы (животные, грибы и бактерии).

Это свойство, присущее как живой, так и неживой природе. Оно обусловлено различными космическими и планетарными причинами: вращением Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси, фазами Луны и т. д.

Ритмичность проявляется:

• в периодических изменениях интенсивности физиологических функций
• в формообразовательных процессах через определенные равные промежутки времени.
• хорошо известны суточные ритмы сна и бодрствования у человека, сезонные ритмы активности и спячки у некоторых млекопитающих и многие другие.

Ритмичность направлена на согласование функций организма с периодически меняющимися условиями жизни.

Все живые организмы способны к активному движению.

• Растения и грибы не передвигаются в пространстве. Однако большинство движений грибов и растений- результат их роста. У растений некоторые движения возникают в ответ на действия факторов внешней среды. Так, главный корень растет под действием силы земного притяжения вертикально вниз, а главный стебель под влиянием света – вверх. У листьев хорошо выражены движения на свет: листовая пластинка, особенно в условиях затенения, располагается перпендикулярно солнечным лучам.
• Одноклеточные организмы могут передвигаться разными способами. Многие бактерии, одноклеточные водоросли и простейшие животные передвигаются с помощью жгутиков. Большинство многоклеточных животных активно передвигаются в пространстве. Разнообразные способы движения служат для поиска и потребления пищи, спасения от хищников

Итог:

Необходимо отметить, что выделение тех или иных признаков живого в определенной мере условно. Некоторые признаки также характерны и для неживой природы, в списке ниже выделены признаки, характерные только для живой природы:

1. Обмен веществ.

2. Клеточное строение.

3. Единство химического состава.

4. Самовоспроизведение (репродукция, размножение)

5. Наследственность

6. Изменчивость

7. Раздражимость

8. Дискретность и целостность

9. Саморегуляция (авторегуляция)

10. Энергозависимость

11. Развитие и рост

12. Способность к адаптациям

13. Ритмичность

14. Движение.