основные свойства живого общепринятые определения понятия жизнь
Основные свойства живого общепринятые определения понятия жизнь
– целостная система компонентов, выполняющих определенную функцию в живых системах. К биологическим системам относятся сложные системы разного уровня организации: биологические макромолекулы, субклеточные органеллы, клетки, органы, организмы, популяции.
Признаки биологических систем
– критерии, отличающие биологические системы от объектов неживой природы:
1. Единство химического состава. 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 кремний, железо, магний, алюминий, кислород. В живых же организмах 98% элементарного (атомного) состава приходится на долю всего четырех элементов: углерода, кислорода, азота и водорода.
2. Обмен веществ. К обмену веществ с окружающей средой способны все живые организмы. Они поглощают из среды элементы питания и выделяют продукты жизнедеятельности. В неживой природе также существует обмен веществами, однако при небиологическом круговороте они просто переносятся с одного места на другое или меняют свое агрегатное состояние: например, смыв почвы, превращение воды в пар или лед и др. У живых же организмов обмен веществ имеет качественно иной уровень. В круговороте органических веществ самыми существенными являются процессы синтеза и распада (ассимиляция и диссимиляция – см. дальше), 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.
3. Самовоспроизведение (репродукция, размножение) – свойство организмов воспроизводить себе подобных. Процесс самовоспроизведения осуществляется практически на всех уровнях жизни. Существование каждой отдельно взятой биологической системы ограничено во времени, поэтому поддержание жизни связано с самовоспроизведением. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, обусловленное информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте – ДНК, которая находится в родительских клетках.
4. Наследственность – 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.
5. Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства; в ее основе лежат изменения материальных структур наследственности. Это свойство как бы противоположно наследственности, но вместе с тем тесно связано с ней. 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.
6. Рост и развитие. Способность к развитию – всеобщее свойство материи. 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 живой формы материи представлено индивидуальным развитием (онтогенезом) и историческим развитием (филогенезом). 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 часто сопровождается ростом – увеличением линейных размеров и массы всей особи и ее отдельных органов за счет увеличения размеров и количества клеток.
Историческое развитие сопровождается образование новых видов и прогрессивным усложнением жизни. В результате эволюции возникло все многообразие живых организмов на Земле.
7. Раздражимость – 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.
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).
8. Дискретность (от лат. discretus – разделенный). Любая биологическая система состоит из отдельных изолированных, то есть обособленных или отграниченных в пространстве, но тем не менее, тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство. Так, любая особь состоит из отдельных клеток с их особыми свойствами, а в клетках также дискретно представлены органоиды и другие внутриклеточные образования.
Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность постоянного самообновления системы путем замены износившихся структурных элементов без прекращения функционирования всей системы в целом.
9. Саморегуляция (авторегуляция) – способность живых организмов поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность физиологических процессов (гомеостаз). Саморегуляция осуществляется благодаря деятельности нервной, эндокринной и некоторых других регуляторных систем. Сигналом для включения той или иной регуляторной системы может быть изменение концентрации какого-либо вещества или состояния какой-либо системы.
10. Ритмичность – 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 и формообразовательных процессов 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.
Тест № 1 по теме: «Основные свойства живого»
Сущность жизни и свойства живого
Урок 4. Общая биология 10 класс (ФГОС)
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Сущность жизни и свойства живого»
Вы много раз слышали о том, что биология – это наука о жизни. Простое и понятное определение. Казалось бы, не вызывающее ни у кого лишних вопросов. Но только в том случае, если мы знаем ответ на вопрос «Что такое жизнь?».
Вы пробовали на него отвечать?
Существует множество (более ста) определений понятия «жизнь». Не будем здесь перечислять их все, но остановимся более или менее подробно примерно на десяти. Можете начинать считать.
Вначале выделим ключевые слова, которые чаще всего встречаются в определениях жизни. Это будут: «система», «вещество», «информация», «движение», «обмен», «воспроизведение» и «самовоспроизведение», «эволюция» и другие.
Попробуем добавить к этим определениям ещё несколько биологических понятий и перемешать. Получаем:
· жизнь – это особая форма движения материи;
· жизнь – это обмен веществ и энергии в организме;
· жизнь – это самовоспроизведение организмов, которое обеспечивается передачей генетической информации от поколения к поколению.
А согласно официальному определению NASA, выработанному в 1994 году и применяющемуся в задачах поиска жизни во Вселенной, жизнь — это самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции.
Минимальным же определением, которое не противоречит всем остальными, будет следующее: жизнь – это самовоспроизведение с изменениями. В англоязычном оригинале это звучит как «life is self-reproduction with variations». С этим также трудно не согласиться.
Теперь обратимся к истории вопроса.
Ещё во второй половине XIX века Фридрих Энгельс сформулировал одно из самых известных определений жизни: «Жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белков».
Но ни нуклеиновые кислоты, ни белки в отдельности не являются «живыми». Вы понимаете, о чём речь. Они «становятся живыми» лишь тогда, когда являются составными частями клетки. И функционируют в клетках. Вне клеток – это «мёртвые» химические соединения.
Все приведённые выше определения, как показали последние исследования, не раскрывают всей сущности жизни. Да и на сегодняшний день не существует ни одного признака живого, присущего только живому.
Но если рассмотреть совокупность признаков, то мы смело можем выделить те, которыми обладают все живые организмы. Рассмотрим их по порядку. Кстати, количество пунктов может быть разным, в зависимости от точки зрения определённого автора. Мы остановим свой выбор на девяти.
Первый пункт раскрывает состав жизни.
1. Живые организмы имеют сходный химический состав.
На планете Земля человеку известно около 126 химических элементов. Других нет. Логично предположить, что всё на земле и состоит из 126 химических элементов. Живое и неживое. Но здесь есть один существенный нюанс. Соотношение химических элементов в объектах живой и неживой природы различается кардинальным образом. Если, например, земная кора наполовину представлена кислородом, на четверть кремнием, а далее идут алюминий, железо, кальций и другие элементы, то абсолютно все живые организмы на 98% состоят из четырёх элементов – углерода, кислорода, водорода и азота. Как видим, если говорить о схожести, то общим и необходимым элементом будет являться только кислород.
Почему именно эти четыре элемента? Дело в том, что из этих химических элементов состоят органические вещества, в свою очередь, составляющие тела живых организмов. Вам известны эти вещества. Это белки, жиры (липиды), углеводы, нуклеиновые кислоты.
Следующее свойство раскрывает строение жизни.
2. Единый принцип строения.
Каким бы огромным ни было разнообразие живых организмов на нашей планете – все они состоят из клеток. Очень разных клеток, правда. Но всё-таки клеток. Считается, что вне клетки нет жизни. Научные споры периодически возникают только по вирусам, не имеющим клеточного строения. Но и они становятся «живыми» только после проникновения в клетку.
Третий пункт говорит о том, что живое тесно и неразрывно связано с неживым.
3. Живые организмы – открытые системы, для которых характерен обмен веществ.
С одной стороны, они закрыты. Посмотрите на клетку. Она покрыта цитоплазматической мембраной, которая не прерывается. То есть никаких дырок там нет. Она закрыта. Но с другой стороны она обладает свойством пропускать нужные клетке вещества и выводить ненужные. И организм может существовать только в случае непрерывного поступления энергии и питательных веществ.
Фотосинтезирующие организмы используют энергию света, а гетеротрофные – энергию распада сложных органических веществ.
Следующее свойство характеризует жизнь, как нечто, способное к ответной реакции.
4. Живые организмы реагируют на изменение факторов окружающей среды.
Способность избирательно реагировать на внешние воздействия – обязательное условие существования живых организмов. Растения сбрасывают листья для предотвращения чрезмерной потери влаги. Животные либо спасаются от хищников, либо, наоборот, настигают жертву. Эвглена зелёная, определяя при помощи светочувствительного глазка степень освещённости, перемещается в место с большим количеством света. Такие примеры можно приводить практически бесконечно. Попробуйте сами.
Пятый пункт отмечает обязательные количественные и качественные изменения жизни.
5. Живые организмы развиваются и растут.
Это свойство также не является уникальным для живой природы. Например, из уроков географии вы знаете об изменениях рельефа. Горы сменяются плоскогорьем, а плоскогорье – равниной. На уроках физики и химии вы знакомились с ростом кристаллов.
Но рост и развитие живых организмов связаны с реализацией наследственной программы, то есть запрограммированы изначально и обычно сопровождаются увеличением их массы и количества клеток.
Запомните. Развитие – это качественные изменения, а рост – количественные.
Также нужно отметить, что развиваются не только отдельные живые организмы, но и живая природа в целом. В результате исторического развития или эволюции, появилось всё многообразие живых организмов на нашей планете.
В следующем пункте речь идёт о воспроизведении себе подобных.
6. Живые организмы размножаются.
Наверное, одно из ключевых отличий живой и неживой природы. Самые совершенные роботы пока не могут производить себе подобных. А вот все новые живые организмы, начиная от мельчайшей бактерии до человека, возникают в результате размножения. Бесполого или полового.
7. Живые организмы обладают наследственностью и изменчивостью.
Все потомки либо являются практически копиями своих родителей (при бесполом размножении), либо в разной степени похожи на своих родителей (при половом размножении). Эта закономерность основана на наследственности – способности живых организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития следующим поколениям.
Информация же обо всех признаках, свойствах и особенностях развития находится в генах молекулы ДНК, которая размещается в хромосомах.
С другой стороны, трудно найти в природе два совершенно одинаковых организма. Так как для всех живых организмов характерна изменчивость – свойство живых организмов приобретать новые признаки и утрачивать старые. Благодаря этому свойству создаётся разнообразный материал для отбора наиболее приспособленных к конкретным условиям особей. Что в дальнейшем может приводить к образованию новых видов организмов.
Восьмой пункт о соответствии жизни и среды обитания.
8. Живые организмы приспособлены (адаптированы) к определённой среде обитания.
Вы безошибочно можете определить, в какой среде обитают живые организмы. Отметим, что все, порой самые невероятные их приспособления, «работают» только в определённых условиях. И оказываются абсолютно бесполезными либо даже вредными, если организм попадает в условия, отличные от тех, к которым эти приспособления сформировались. Например, заяц-беляк, сменив летнюю одёжку на белоснежную зимнюю шубку, становится ещё лучше виден хищникам в случае малоснежной либо поздней зимы.
И последнее свойство. Больше физическое и немножко философское.
9. Живые организмы дискретны.
Само слово дискретность произошло от латинского discretus, что означат «прерывистый», «разделённый». Дискретность – это всеобщее свойство материи. Из уроков физики и химии вам известно, что каждый атом состоит из элементарных частиц, атомы, в свою очередь, образуют молекулы, простые молекулы входят в состав более сложных соединений и т.д.
Мы с вами сказали, что на сегодняшний день не существует универсального определения жизни. Как не существует какого-либо одного признака, по которому можно отличить живое вещество от неживого.
В то же время все живые организмы обладают рядом обязательных свойств. Именно по их совокупности живые существа и отличаются от неживой природы.
Определение жизни. Основные свойства живых организмов
Вопросы о происхождении жизни, закономерностях исторического развития в различные геологические эпохи всегда интересовали человечество. Понятие жизнь охватывает совокупность всех живых организмов на Земле и условия их существования.
Сущность жизни заключается в том, что живые организмы оставляют после себя потомство. Наследственная информация передается из поколения в поколение, организмы саморегулируются и восстанавливаются при воспроизводстве потомства. Жизнь — это особая качественная, наивысшая форма материи, способная, оставляя потомство, к самовоспроизведению.
Понятию жизнь в разных исторических периодах давались различные определения. Первое научно правильное определение дал Ф. Энгельс: «Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел». При прекращении процесса обмена веществ между живыми организмами и окружающей средой белки распадаются, и жизнь исчезает. Опираясь на современные достижения биологической науки, русский ученый М. В. Волькенштейн дал новое определение понятию жизнь: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот». Это определение не отрицает наличие жизни и на других планетах космического пространства. Жизнь называется открытой системой, на что указывает непрерывный процесс обмена веществ и энергии с окружающей средой.
На основании последних научных достижений современной биологической науки дано следующее определение жизни: «Жизнь — это открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы совокупностей живых организмов, построенные из сложных биологических полимеров — белков и нуклеиновых кислот».
Основой всего живого считаются нуклеиновые кислоты и белки, так как они функционируют в клетке, образовывают сложные соединения, которые входят в структуру всех живых организмов.
Основные свойства живых организмов
Живые организмы отличаются от неживой природы присущими им свойствами. К характерным свойствам живых организмов относятся: единство химического состава, обмен веществ и энергии, сходство уровней организации. Для живых организмов характерны также размножение, наследственность, изменчивость, рост и развитие, раздражимость, дискретность, саморегуляция, ритмичность и др.
Единство химического состава живых организмов. В состав живых организмов входят более 70 химических элементов, встречающихся в природе. Однако соотношение различных химических элементов в живой и неживой природе неодинаково. Например, состав неживой природы наряду с кислородом представлен также кремнием, железом, магнием, алюминием и т. д. В живых организмах 98% их химического состава приходится на четыре элемента—углерод, кислород, азот, водород. Эти элементы участвуют в образовании сложных органических молекул живых организмов. В неживой природе эти элементы встречаются в другом качестве. В основном органические соединения, встречающиеся в неживой природе, — продукты жизнедеятельности живых организмов.
Органические молекулы, входящие в состав живых организмов, имеют свои характерные особенности и выполняют определенную функцию.
К первой, основной группе органических соединений в живых организмах относятся нуклеиновые кислоты — ДНК, РНК. Эти соединения передаются по наследству с помощью явлений наследственности и изменчивости и позволяют сохранять непрерывность жизни живых организмов.
Ко второй группе органических соединений в составе живых организмов относятся белки. Белки входят в состав некоторых органоидов клетки, а также выполняют функцию биологического катализатора.
К третьей группе органических соединений относятся углеводы и жиры. Они обеспечивают организм необходимой энергией и участвуют в образовании структуры биологической мембраны и клеточной оболочки.
Обмен веществ и энергии живых организмов (метаболизм). Метаболизм в переводе с греческогоmetabole означает «перемена, обмен». Между окружающей средой и живыми организмами постоянно происходит обмен веществ и энергии. В процессе обмена веществ живые организмы, поглощая необходимые питательные вещества, выделяют продукты распада процессов жизнедеятельности. В неживой природе также существует обмен веществ. При этом они просто переносятся с одного места на другое или переходят из одного состояния в другое. Например, смыв почвы, превращение воды в пар или лед и т. д.
Обменный процесс у живых организмов качественно отличается от процессов обмена веществ в неживой природе. Живые организмы поглощают из окружающей среды различные вещества, превращая их в необходимые для жизнедеятельности вещества, и из них строят свое тело и сохраняют свою жизнь. Этот процесс называется анаболизмом (пластическим обменом, или ассимиляцией). В переводе с греческогоanabole означает «подъем».
Второй этап обмена веществ — катаболизм (энергический объем, или диссимиляция). С греческогоkatabole означает «разрушение, распад». В процессе катаболизма сложные органические соединения распадаются на простые, и выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности этого организма. Обмен веществ и энергии обеспечивает постоянство внутренней среды живого организма.
Единый уровень организации живых организмов. Структурное и функциональное единство всех живых организмов составляет клетка. Вспомните строение и функции органоидов клетки.
Размножение живых организмов. При размножении живые организмы оставляют потомство, т. с. воспроизводят себе подобных.
Через молекулы ДНК передаются характерные признаки данного организма следующему поколению. Из одной молекулы ДНК при ее удвоении образуются две молекулы, полностью повторяющие исходную. Размножение живых организмов тесно связано с явлением наследственности.
Наследственность живых организмов. С помощью наследственности живые организмы передают свои признаки, свойства и особенности из поколения в поколение. Признаки живых организмов определяются через особенности их строения различных уровней организации. Свойства организмов определяются благодаря функциям каждого структурного соединения. Наследственность осуществляется на основе передачи генетического кода, заложенного в специальных веществах (генетический аппарат). Генетический код связан с последовательностью расположения нуклеотидов аминокислот в молекуле ДНК.
Изменчивость живых организмов. Свойство изменчивости живых организмов тесно связано с наследственностью. При изменчивости меняются наследственные задатки — гены, основа наследственности. Если бы наследственность не менялась, то живые организмы не смогли бы приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды. У организмов появляются новые признаки и свойства структуры генов. Изменчивость создает материал для естественного отбора, т. е. организм приспосабливается к конкретным условиям окружающей среды, что приводит к появлению новых видов.
Рост и развитие живых организмов. Одними из свойств, характерных для всех живых организмов, являются рост и развитие. В процессе роста организма происходит увеличение массы отдельных органов за счет роста числа клеток, и молодые особи постепенно становятся взрослыми. Под развитием понимают необратимое направленное, закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникают новые свойства, изменяются состав, структура живых организмов и поживой природы. Индивидуальное развитие живых организмов называется онтогенезом, а историческое их развитие — филогенезом. На протяжении онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов.
Развитие живых организмов сопровождается ростом. Филогенетическое развитие живых организмов — это необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и усложнением жизни.
Раздражимость живых организмов. Любой живой организм тесно связан с окружающей средой и другими организмами. Живые организмы по-разному реагируют на раздражение окружающей среды. Реакция многоклеточных животных на раздражение осуществляется посредством нервной системы и называется рефлексом. Таксисами, или тропизмами принято называть реакции но имеющих нервной системы организмов (одноклеточные простейшие животные и растения>; выражающиеся в изменении характер;! движения или роста. Например, движение растений в направлении к свету называют фототаксисом.
Дискретность живых организмов. Слово дискретность произошло от латинскогоdiscretum, что означает «прерывистый». Все живые организмы на Земле встречаются в виде обособленных дискретных форм. Обособленное строение любого организма отчетливо видно по его уровневой структурной картине. Например, клетки, образующие организм, состоят из отдельных органоидов, ткани многоклеточных организмов — из отдельных клеток, популяции — из отдельных особей. Дискретность живых организмов особенно заметно проявляется в зависимости от уровня их организации. Например, органы растений и животных отличаются друг от друга строением и функцией различных тканей. Свойство дискретности живых организмов отчетливо наблюдается в уровнях организации жизни.
Саморегуляция живых организмов. Живые организмы, обитающие в меняющихся условиях среды, поддерживают постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов. У животных поддерживается устойчивое равновесие внутренней среды организма (гомеостаз). Этот процесс регулируется нервной, эндокринной и другими системами.
Ритмичность живых организмов. Периодические изменения в окружающей среде оказывают значительное влияние на жизнедеятельность живых организмов и соответственно на их ритмичность. Такие ритмичные изменения происходят с различными периодами колебаний: секундные, минутные, часовые, суточные, сезонные, годовые и т. д. Например, суточные колебания сна и бодрствования у человека, сезонные ритмы спячки, миграции у некоторых животных.
• Жизнь. Метаболизм. Анаболизм. Катаболизм. Онтогенез. Филогенез. Рефлекс. Таксис. Тропизм. Дискретность. Гомеостаз.
Составьте таблицу, показывающую основные свойства живых организмов и их особенности.