Биология

Урок 3: Сущность жизни

Сущность жизни и свойства живого. Уровни организации живой материи

Одна из основных задач общей биологии заключается в познании сущности жизни и всего живого на планете. На протяжении многих веков философы пытались понять, чем отличается живая материя от неживой. В этом уроке рассмотрим сущность жизни и основные свойства живых организмов. Познакомимся с уровнями организации живой материи.

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.

1 fridrih engels

При внимательном изучении данного определения можно выявить два основных признака жизни:

  1. Все тела имеют белковую природу;
  2. 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.

2 zhizn eto process

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.

3 himicheskij sostav zhivyh organizmov

Нужно обратить внимание, что всякое существо является сложной системой, обладающее определенными свойствами, отличающими их от неживой материи. Познакомимся с ними подробнее.

  1. 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.

4 obmen veschestv i energii

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.

  1. 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.

5 reguljacija urovnja gljukozy v krovi

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.

  1. Способность к самовоспроизведению или размножению является одним из обязательных свойств живых организмов.

6 razmnozhenie

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.

  1. 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.

7 peredacha nasledstvennoj informacii pri delenii kletki

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.

8 izmenchivost okraski bozhih korovok

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.

  1. 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.

9 individualnoe razvitie organizma

При развитии организма происходит увеличение его количественных показателей – роста. Причем рост живых организмов это неотъемлемый признак онтогенеза, который хорошо прослеживается на рисунке.

10 rost organizma

Помимо онтогенеза все живое на Земле проходит процесс исторического развития – филогенез. Результатом данного процесса является многообразие существ на планете.

11 filogenez

  1. 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.

12 razdrazhimost

 

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.

13 urovni organizacii zhivoj materii

На каждом уровне организации живой материи проявляются свои качественные особенности жизни. Остановимся подробнее на каждом уровне.

  1. 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.

14 molekuljarnyj uroven organizacii zhivoj materii

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.

 

  1. 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.

15 kletochnyj uroven organizacii zhivoj materii

Наиболее примитивные существа находятся только на клеточном уровне живой материи. Одна клетка в данном случае представляет собой организм, функционирующий как единое целое.

16 odnokletochnye organizmy

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.

17 arhejskaja era

  1. 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.

18 mnogoobrazie zhivyh organizmov

Элементарной единицей организменного уровня живой материи считается особь как отдельный организм с индивидуальными особенностями. Вне особей в природе жизнь не существует.

19 osob

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.

  1. Популяционно-видовой уровень живой материи принципиально отличается от организменного. Во-первых, элементарной единицей данного уровня считается популяция, которая представляет собой совокупность особей определенного вида.

20 populjacija

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.

21 svojstva populjacii

Популяция постоянно изменяется во времени, то есть участвует в эволюционном процессе. Данная единица является составной частью биогеоценозов.

  1. Экосистемный уровень организации живой материи включает в себя совокупность популяций различных видов, находящихся в непрерывном взаимодействии друг с другом, а также с внешней средой.

22 ekosistema

Во всякой экосистеме постоянно происходит круговорот веществ, а также энергии, обусловленный жизнедеятельностью организмов. Все экосистемы планеты составляют биосферу.

  1. Высшим уровнем организации является биосферный, который объединяет всю живую материю на планете. В биосфере выделяют несколько типов веществ, которые взаимосвязаны друг с другом.

23 biosfera

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.

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Вопрос: 1
Какой философ сформулировал классическое определение жизни?
1Аристотель
2К.Маркс
3Ф.Энгельс
4Теофраст
Ответить
3
Вопрос: 2
Какие вещества характерны только для живой природы?
1Органические
2Неорганические
3Органические и неорганические
Ответить
1
Вопрос: 3
Благодаря какому свойству поддерживается постоянный состав среды?
1Самовоспроизводство
2Саморегуляция
3Развитие
4Раздражимость
Ответить
2
Вопрос: 4
Какое свойство живого обеспечивает поддержание существование вида?
1Самовоспроизводство
2Саморегуляция
3Рост
4Раздражимость
Ответить
1
Вопрос: 5
Структурной единицей какого уровня является особь?
1Молекулярный
2Клеточный
3Организменный
4Популяционно-видовой
Ответить
3
Вопрос: 6
Совокупность популяций являются составной частью...
1Организменного уровня
2Популяционно-видового уровня
3Экосистемного уровня
4Биосферного уровня
Ответить
3
Допущено ошибок:
Оценка:
Подробнее
Ваши ответы:
1 вопрос:

Какой философ сформулировал классическое определение жизни?
1) Аристотель 2) К.Маркс 3) Ф.Энгельс 4) Теофраст
2 вопрос:

Какие вещества характерны только для живой природы?
1) Органические 2) Неорганические 3) Органические и неорганические
3 вопрос:

Благодаря какому свойству поддерживается постоянный состав среды?
1) Самовоспроизводство 2) Саморегуляция 3) Развитие 4) Раздражимость
4 вопрос:

Какое свойство живого обеспечивает поддержание существование вида?
1) Самовоспроизводство 2) Саморегуляция 3) Рост 4) Раздражимость
5 вопрос:

Структурной единицей какого уровня является особь?
1) Молекулярный 2) Клеточный 3) Организменный 4) Популяционно-видовой
6 вопрос:

Совокупность популяций являются составной частью...
1) Организменного уровня 2) Популяционно-видового уровня 3) Экосистемного уровня 4) Биосферного уровня
Посмотреть ответы
Правильные ответы:
1 вопрос: Ф.Энгельс
2 вопрос: Органические
3 вопрос: Саморегуляция
4 вопрос: Самовоспроизводство
5 вопрос: Организменный
6 вопрос: Экосистемного уровня