признаки живого и определения жизни
Раскрытие понятия «жизнь» и признаки живого
Раскрытие понятия «жизнь»
Живые организмы по многим признакам отличаются от объектов неживой природы. Но среди этих признаков нет ни одного, по которому бы можно было четко отличить живую природу от неживой.
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, содержащимся в нуклеиновых кислотах. Нуклеиновые кислоты синтезируются с помощью ферментов. Но вирусы и организмы, которые существовали в период образования жизни, не способны это делать самостоятельно, поэтому использовали другие механизмы.
Каждый организм можно считать живым, если он имеет определенную структуру и выполняет определенные функции. То есть структура и функции — это два взаимосвязанных проявления жизни.
Нет ни одного определения жизни, которое бы целиком могло удовлетворить ученых. Поэтому определение жизни имеет описательный характер. Оно включает в себя перечень определенных свойств.
Признаки живого
Признаки живого: клеточное строение, питание, рост и развитие, раздражимость, движение и размножение
Основными веществами организма являются органические соединения: белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды.
Рост — это увеличение размеров, массы. Он всегда сопровождается развитием. Благодаря развитию последовательно и постепенно проявляются все свойства определенного организма. Индивидуальное развитие организма называется онтогенезом.
Блог преподавателя Курбанисмаиловой А.С.
Биология Лекция №1 Понятие «жизнь». Основные признаки живого. Уровни организации живой природы.
Понятие «жизнь». Основные признаки живого.
Уровни организации живой природы.
Биология – это наука о жизни. По определению отечественного биолога В.М Волькенштейна, « живые тела, существующие на Земле, представляющие собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот». Ни нуклеиновые кислоты, ни белки в отдельности не являются субстратом жизни, вне клеток это химические соединения.
Основные признаки живого:
2. Единство структурной организации. Клетка является единой структурно-функциональной единицей, а также единицей развития почти для всех живых организмов на земле. Исключением являются вирусы, но они проявляют свои свойства, лишь когда они находятся внутри клетки.
3. Открытость. Все живые системы представляют собой открытые системы, т.е. системы устойчивые лишь при условии непрерывного поступления в энергии и вещества из окружающей среды.
5. Самовоспроизведение (репродукция). В ее основе лежит информация о строениях и функциях любого живого организма, заложенная в нуклеиновых кислотах.
6. Саморегуляция. Благодаря механизмам саморегуляции поддерживается постоянство химического состава и интенсивность течения физиологических процессов.
7. Рост – увеличение в размерах и массе с сохранением общих черт строения.
8. Развитие – необходимое и направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. Развитие живого представлено онтогенезом (индивидуальным развитием) и филогенезом (историческим развитием).
9. Дискретность. Создает возможность постоянного самообновления организма путем замены «износившихся» структурных элементов (молекул, ферментов, органоидов клетки и тд.)
10. Ритмичность – периодические изменения интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов с различными периодами колебаний. ( пример – суточные ритмы сна и бодрствования).
11. Раздражимость – свойство избирательно реагировать на внешние воздействия. Реакция многоклеточных животных на раздражение осуществляется через нервную систему и называется рефлексом.
12. Наследственность и изменчивость. Преемственность поколений обеспечивается наследственностью. Потомки не являются копиями своих родителей из-за способности наследственной информации к изменениям – изменчивости.
13. Приспособленность живых существ к среде обитания. Приспособленность- это общая черта организма, их соответствие среде обитания.
Уровни организации живой природы
Важными свойствами живых систем является многоуровневость. Ученые на основании особенностей проявления свойств живого выделяют несколько уровней организации живой природы:
1. Молекулярный. Любая система состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот и белков. С этого уровня начинается передача и реализация наследственной информации, обмен веществ и превращение энергии.
2. Надмолекулярный. Молекулы различных химических веществ объединяясь друг с другом, образуют различные органоиды (части) клетки. Каждый из органоидов имеет специфичное строение и выполняет свой комплекс функций в клетке.
5. Организменный. Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается развитии- от момента зарождения до прекращения существования как живая система.
8. Биосфарный. Это система охватывающая все явления жизни на нашей планете.
Существуют несколько подходов к решению вопроса о происхождении жизни, которые тесно переплетаются между собой. Классифицировать их можно следующим образом:
4. Космогенная теория – жизнь на Земле имеет космическое происхождение.
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.
Признаки живого и определения жизни
– 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.
БИОЛОГИЯ С ЭЛЕМЕНТАМИ ЭКОЛОГИИ
НАИБОЛЕЕ ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ЖИЗНИ
Жизнь, ее свойства, уровни организации, происхождение и разнообразие
Понятие «жизнь». Основные признаки живого
Биология — это наука о жизни. Но что такое жизнь? В 1894 году Фридрих Энгельс в работе «Диалектика природы» дал классическое определение жизни: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».
В XX веке делались многочисленные попытки дать определение жизни, отражающие всю многогранность данного процесса.
Все определения содержали следующие постулаты, отражающие сущность жизни:
В самом общем смысле жизнь можно определить как активное, идущее с затратой энергии, полученной извне, поддержание и самовоспроизведение специфических структур, состоящих из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот.
Ни нуклеиновые кислоты, ни белки в отдельности не являются субстратом жизни. Они становятся субстратом жизни лишь тогда, когда находятся и функционируют в клетках. Вне клеток — это химическое соединения.
По определению отечественного биолога В.М. Волькенштейна, «живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот».
Строгого и четкого определения понятия «жизнь» не существует. По этой причине мы не можем с достаточной степенью достоверности говорить о ее природе или происхождении. Однако возможно перечислить и описать те признаки живой материи, которые отличают ее от неживой.
Основные признаки живого.
Ритмичность направлена на согласование функций организма с окружающей средой, т.е. на приспособление к периодически меняющимся условиям существования.
11. Раздражимость. В процессе эволюции у животных организмов выработалось и закрепилось свойство избирательно реагировать на внешние воздействия. Это свойство носит название раздражимости. Всякое изменение условий среды, окружающих организм, представляет собой по отношению к нему раздражение, а его реакция на внешние раздражители служит показателем его чувствительности и проявлением раздражимости.
Реакция многоклеточных животных на раздражение осуществляется через посредство нервной системы и называется рефлексом.
Организмы, не имеющие нервной системы, например простейшие или растения, лишены и рефлексов. Их реакции, выражающиеся в изменении характера движения или роста, принято называть таксисами или тропизмами, прибавляя при их обозначении название раздражителя. Например, фототаксис — движение в направлении к свету; хемотаксис — перемещение организма по отношению к концентрации химических веществ. Каждый род таксиса может быть положительным или отрицательным в зависимости от того, действует раздражитель на организм притягивающим или отталкивающим образом.
Под тропизмами понимают определенный характер роста, который свойствен растениям. Так, гелиотропизм (от греч. helios — Солнце) означает рост наземных частей растений (стебля, листьев) по направлению к Солнцу, а геотропизм (от греч. geo — Земля) — рост подземных частей (корней) в направлении к центру Земли.
Для растений характерны также настии — движения частей растительного организма, например движение листьев в течение светового дня, зависящее от положения Солнца на небосводе, раскрытие и закрытие венчика цветка и т.д.