Esența vieții Abordarea metodologică generală a înțelegerii esenței vieții în momentul prezent este înțelegerea vieții ca proces, al cărui rezultat final este auto-reînnoirea, manifestată în auto-reproducere. Toate ființele vii provin numai din viețuitoare, iar orice organizare inerentă viețuitoarelor provine doar dintr-o altă organizație similară. În consecință, esența vieții constă în auto-reproducerea ei, care se bazează pe coordonarea fenomenelor fizice și chimice și care este asigurată de transferul informațiilor genetice din generație în generație. Această informație este cea care asigură auto-reproducția și autoreglementarea ființelor vii. Prin urmare, viața este o formă calitativ specială a existenței materiei, asociată cu reproducerea. Fenomenele vieții sunt o formă de mișcare a materiei, superioară formelor fizice și chimice ale existenței sale.
Ființele vii sunt construite din aceleași elemente chimice ca și cele nevii (oxigen, hidrogen, carbon, azot, sulf, fosfor, sodiu, potasiu, calciu și alte elemente). În celule, ele sunt sub formă de compuși organici. Cu toate acestea, organizarea și forma de existență a viețuitoarelor au trăsături specifice care deosebesc viețuitoarele de obiectele de natură neînsuflețită.
Nivelurile organizatorice ale celor vii La toate nivelurile, se manifestă toate proprietățile caracteristice celor vii. Fiecare dintre aceste niveluri este caracterizat de caracteristici inerente altor niveluri, dar fiecare nivel are propriile sale caracteristici specifice.
1. Nivelul molecular... Unitățile elementare ale acestui nivel de organizare a vieții sunt substanțele chimice; acizi nucleici, proteine, carbohidrați, lipide etc.. La acest nivel se manifestă în principal procese de viață atât de importante precum transmiterea informațiilor ereditare, biosinteza, conversia energiei etc.. Principala strategie de viață la nivel molecular este capacitatea de a crea materie vie și codifică informațiile dobândite într-un mediu în schimbare. 2. Nivelul celulei... La nivel celular de organizare, elementele structurale sunt diverse organite. Capacitatea de a reproduce propriul lor fel, includerea diferitelor elemente chimice ale Pământului în compoziția celulei, reglarea reacțiilor chimice, stocarea și consumul de energie sunt procesele principale la acest nivel. Strategia vieții la nivel celular este implicarea elementelor chimice ale Pământului și a energiei Soarelui în sistemele vii. 3. Nivelul țesuturilor... Țesutul este o colecție de elemente celulare de diferite tipuri de celule și substanțe intercelulare, specializate în îndeplinirea unor funcții specifice. 4. Nivelul organelor... Un organ este un set de țesuturi care sunt conectate prin îndeplinirea unor funcții comune și ocupă un anumit loc într-un organism multicelular. 5. Nivelul organismului organizațiile sunt inerente biosistemelor unicelulare și multicelulare (plante, ciuperci, animale, inclusiv oameni și diverse microorganisme). Organismele vii prezintă proprietăți precum nutriția, respirația, excreția, iritabilitatea, creșterea și dezvoltarea, reproducerea, comportamentul, durata de viață și relațiile cu mediul. Toate aceste procese împreună caracterizează organismul ca un biosistem integral de autoreglare. Strategia principală a vieții la acest nivel este orientarea organismului (individului) spre supraviețuire în condiții de mediu în continuă schimbare. 6. Nivel specific populației organizarea se caracterizează prin unificarea indivizilor înrudiți într-o populație și a populațiilor în specii, ceea ce duce la apariția de noi proprietăți ale sistemului. Principalele proprietăți ale acestui nivel sunt: fertilitatea, mortalitatea, supraviețuirea, structura (sex, vârstă, ecologic), densitatea, numărul, funcționarea în natură. Strategia principală a nivelului populației-specie se manifestă într-o utilizare mai completă a posibilităților habitatului, în dorința de existență cât mai lungă, în păstrarea proprietăților speciei și dezvoltarea independentă. 7. Nivel biogeocenotic (ecosistem). organizațiilor, principalele blocuri de construcție sunt populațiile de diferite specii. Acest nivel este caracterizat de multe proprietăți. Acestea includ: structura ecosistemului, specia și compoziția cantitativă a populației sale, tipurile de conexiuni biotice, lanțurile trofice și rețelele trofice, nivelurile trofice, productivitatea, energia, stabilitatea etc. Proprietățile organizatorice se manifestă în circulația substanțelor și energiei. flux, autoreglare și stabilitate, autonomie, deschidere a sistemului, schimbări sezoniere Strategia principală a acestui nivel este utilizarea activă a întregii diversități a mediului și crearea condițiilor favorabile pentru dezvoltarea și prosperitatea vieții în toate acestea. diversitate. Nivelul biosferei... Cel mai înalt nivel de organizare a vieții. Principalele unități structurale ale acestui nivel sunt biogeocenozele (ecosistemele) și mediul lor, adică învelișul geografic al Pământului (atmosfera, hidrosferă, solul, radiația solară etc.) și impactul antropic. Acest nivel de organizare se caracterizează prin: interacțiune activă a materiei vii și neînsuflețite a planetei; circulația biologică a substanțelor și fluxurile de energie cu cicluri geochimice incluse în ea; activitatea umană economică şi etnoculturală. Strategia principală de a trăi la nivelul biosferei este dorința de a asigura stabilitatea dinamică a biosferei ca cel mai mare ecosistem de pe planeta noastră.
Proprietățile celor vii Viul este caracterizat de o serie de proprietăți care împreună „fac” viu. Astfel de proprietăți sunt auto-reproducția, specificitatea organizării, ordonarea structurii, integritatea și discretitatea, creșterea și dezvoltarea, metabolismul și energia, ereditatea și variabilitatea, iritabilitatea, mișcarea, reglarea internă, specificitatea relațiilor cu mediul.
1. Compoziția chimică. Ființele vii sunt formate din aceleași elemente chimice ca și cele nevii, dar organismele conțin molecule de substanțe care sunt caracteristice doar ființelor vii (acizi nucleici, proteine, lipide). 2. Discretență și integritate. Orice sistem biologic (celulă, organism, specie etc.) constă din părți separate, de ex. discret. Interacțiunea acestor părți formează un sistem integral (de exemplu, corpul include organe separate care sunt conectate structural și funcțional într-un singur întreg). 3. Organizare structurală. Sistemele vii sunt capabile să creeze ordine din mișcarea haotică a moleculelor, formând anumite structuri. Viul se caracterizează prin ordine în spațiu și timp. Acesta este un complex de procese metabolice complexe de autoreglare care se desfășoară într-o ordine strict definită, care vizează menținerea constantă a mediului intern - homeostazia. 4. Metabolism și energie. Organismele vii sunt sisteme deschise care fac schimb constant de materie și energie cu mediul. Atunci când condițiile de mediu se schimbă, autoreglarea proceselor de viață are loc după principiul feedback-ului, care vizează restabilirea constanței mediului intern - homeostazia. De exemplu, deșeurile pot avea un efect inhibitor puternic și strict specific asupra acelor enzime care constituiau veriga inițială într-un lanț lung de reacții. 5. Auto-reproducere. Auto-reînnoire. Durata de viață a oricărui sistem biologic este limitată. Pentru a menține viața, are loc un proces de auto-reproducere, asociat cu formarea de noi molecule și structuri care poartă informații genetice găsite în moleculele de ADN. 6. Ereditatea. Molecula de ADN este capabilă să stocheze, să transmită informații ereditare, datorită principiului matriceal al replicării, asigurând continuitatea materială între generații. 7. Variabilitatea. La transmiterea informațiilor ereditare apar uneori diverse abateri, ducând la modificarea caracteristicilor și proprietăților descendenților. Dacă aceste schimbări sunt favorabile vieții, ele pot fi înrădăcinate prin selecție. 8. Creștere și dezvoltare. Organismele moștenesc anumite informații genetice despre posibilitatea dezvoltării anumitor trăsături. Realizarea informației are loc în timpul dezvoltării individuale – ontogeneză. Într-un anumit stadiu al ontogenezei, se realizează creșterea organismului, asociată cu reproducerea moleculelor, celulelor și a altor structuri biologice. Creșterea este însoțită de dezvoltare. 9. Iritabilitate și mișcare. Toate viețuitoarele reacționează selectiv la influențele externe cu reacții specifice datorită proprietății de iritabilitate. Organismele răspund la stimuli prin mișcare. Manifestarea formei de mișcare depinde de structura organismului.
Celula - o unitate biologică elementară O celulă este o structură detașată, cea mai mică, care are întregul ansamblu de proprietăți ale vieții și care, în condiții de mediu adecvate, poate menține aceste proprietăți în sine, precum și le poate transmite pe parcursul unui număr de generații. Celula poartă astfel întreaga caracteristică a vieții. Nu există activitate reală în viața în afara celulei. Prin urmare, în natura planetei, ea joacă rolul unei unități structurale, funcționale și genetice elementare, ceea ce înseamnă că celula este baza structurii, vieții și dezvoltării tuturor formelor vii - unicelulare, multicelulare și chiar non- celular. Datorită mecanismelor inerente acesteia, celula asigură metabolismul, utilizarea informațiilor biologice, reproducerea, proprietățile de ereditate și variabilitate, determinând astfel calitățile de unitate și diversitate inerente lumii organice.
Ocupând poziția unei unități elementare în lumea ființelor vii, celula are o structură complexă. În același timp, anumite trăsături se regăsesc în toate celulele fără excepție, care caracterizează cele mai importante aspecte ale organizării celulare ca atare.
Plan
1. Esența și substratul vieții.
2. Proprietăţile vieţuitoarelor.
3. Niveluri de organizare a materiei vii.
4. Tipuri de organizare celulară.
Esența și substratul vieții
Toate ființele vii provin numai din viețuitoare, iar orice organizare inerentă viețuitoarelor provine doar dintr-o altă organizație similară.
Esența vieții constă în auto-reproducerea ei, care se bazează pe coordonarea fenomenelor fizice și chimice și care este asigurată de transferul de informații genetice din generație în generație. Această informație este cea care asigură auto-reproducția și autoreglementarea ființelor vii.
O viata este o formă calitativ specială a existenței materiei asociată cu reproducerea. Fenomenele vieții sunt o formă de mișcare a materiei, superioară formelor fizice și chimice ale existenței sale.
Evidențiați concepte:
Trăi
Mort
Neînsufleţit
Trăi construit din aceleași elemente chimice ca neînsufleţit(oxigen, hidrogen, carbon, azot, sulf, fosfor, sodiu, potasiu, calciu și alte elemente). În celule, ele sunt sub formă de compuși organici. Cu toate acestea, organizarea și forma de existență a viețuitoarelor au trăsături specifice care deosebesc viețuitoarele de obiectele de natură neînsuflețită.
Substratul vieții sunt nucleoproteine. Ele fac parte din nucleul și citoplasma celulelor animale și vegetale. Dintre aceștia se formează cromatina (cromozomii) și ribozomii. Se găsesc în întreaga lume organică - de la viruși la oameni. Toate sistemele vii conțin nucleoproteine. Nucleoproteinele sunt un substrat al vieții doar atunci când sunt într-o celulă, funcționează și interacționează acolo. În afara celulelor (după izolarea de celule), aceștia sunt compuși chimici obișnuiți.
În consecință, viața este în principal o funcție a interacțiunii acizilor nucleici și proteinelor, iar viața este aceea care conține un sistem molecular care se auto-reproduce sub forma unui mecanism de reproducere a acizilor nucleici și proteinelor.
Mort- un set de organisme care au existat cândva și care și-au pierdut mecanismul de sinteza a acizilor nucleici și proteinelor, adică capacitatea de a se reproduce molecular. De exemplu, „mort” este calcarul format din rămășițele unor organisme care au trăit cândva.
Neînsuflețit este o parte a materiei care are o origine anorganică (abiotică) și nu este conectată în niciun fel în formarea și structura sa cu organismele vii. De exemplu, „neînsuflețit” este calcarul format din depozite de calcar vulcanic anorganic. Materia nevie, spre deosebire de materia vie, nu este capabilă să-și mențină organizarea structurală și să folosească energia externă în aceste scopuri.
Atât cei vii, cât și cei nevii sunt construite din molecule care inițial sunt nevii. Cu toate acestea, viu este foarte diferit de cel neînsuflețit. Motivele acestei diferențe profunde sunt determinate de proprietățile viețuitoarelor, iar moleculele conținute în sistemele vii se numesc biomolecule.
Proprietățile celor vii
Viul este caracterizat de o serie de proprietăți care împreună „fac” viu.
auto-reproducere
specificul organizației
ordinea structurii
integritate si discretie
creștere și dezvoltare, metabolism și energie
ereditate și variabilitate
iritabilitate
mișcare, reglementare internă
specificul relaţiei cu mediul.
Auto-reproducere (reproducere).
se repetă în un număr nenumărat de generații, iar informația genetică despre auto-reproducere este codificată în moleculele de ADN.
Afirmația „toate viețuitoarele provin numai din viețuitoare” înseamnă că viața a apărut o singură dată și că de atunci numai viețuitoarele dau naștere la ființe vii.
La nivel molecular, auto-reproducția are loc pe baza sintezei ADN șablon, care programează sinteza proteinelor care determină specificitatea organismelor. La alte niveluri, se caracterizează printr-o varietate extraordinară de forme și mecanisme, până la formarea celulelor germinale specializate (masculin și feminin). Cea mai importantă valoare a auto-reproducției constă în faptul că susține existența speciilor, determină specificul formei biologice de mișcare a materiei.
Specificul organizației... Unitatea de organizare (structură și funcție) este celula. La rândul lor, celulele sunt organizate în mod specific în țesuturi, acestea din urmă în organe, iar organele în sisteme de organe. Organismele sunt organizate în mod specific în populații, iar populațiile în biocenoze. Acestea din urmă, împreună cu factorii abiotici, formează biogeocenoze (sisteme ecologice), care sunt unități elementare ale biosferei.
Structură ordonată... Se manifestă prin formarea structurilor moleculare și supramoleculare.
Ordinea în spațiu este însoțită de ordinea în timp. Spre deosebire de obiectele neînsuflețite, ordinea structurii viețuitoarelor are loc datorită mediului extern. În același timp, nivelul de ordine în mediu scade.
Integritate (continuitate) și discreție (discontinuitate).
Viața este holistică și în același timp discretă atât ca structură, cât și ca funcție.
De exemplu:
Substratul vieții este integral, deoarece este reprezentat de nucleoproteine, dar în același timp este discret, deoarece este format din acid nucleic și proteină (respectiv).
Replicarea moleculelor de ADN este un proces continuu, cu toate acestea, este discret în spațiu și timp, deoarece la el iau parte diferite structuri genetice și enzime.
Organismul este un sistem integral, dar este format din unități discrete - celule, țesuturi, organe, sisteme de organe.
Lumea organică este și ea integrală, deoarece existența unor organisme depinde de altele, dar în același timp este discretă, constând din organisme separate.
Crestere si dezvoltare.
Creșterea organismelor are loc prin creșterea masei organismului prin creșterea dimensiunii și numărului de celule. Este însoțită de dezvoltare, manifestată prin diferențierea celulară, complicarea structurii și funcțiilor. În procesul ontogenezei, caracterele se formează ca urmare a interacțiunii dintre genotip și mediu.
Filogeneza este însoțită de apariția unei varietăți de organisme, oportunitatea organică.
Metabolism și energie.
Datorită acestei proprietăți, se asigură constanța mediului intern al organismelor și legătura organismelor cu mediul, ceea ce este o condiție pentru menținerea vieții organismelor.
Celulele vii primesc energie din mediul extern sub formă de energie luminoasă. Ulterior, energia chimică este convertită în celule pentru a îndeplini multe sarcini.
Există o unitate dialectică între asimilare (anabolism) și disimilare (catabolism), care se manifestă în continuitatea și reciprocitatea lor.
Energia potențială a carbohidraților, grăsimilor și proteinelor absorbită de celule este transformată în energie cinetică și căldură pe măsură ce acești compuși sunt transformați. Lucrul grozav despre celule este că conțin enzime.
În celulele vii, energia primită din mediul extern se acumulează sub formă de ATP
Ereditatea și variabilitatea... Ereditatea asigură continuitate materială între părinți și urmași, între generații de organisme, ceea ce asigură, la rândul său, continuitatea și stabilitatea vieții. Baza continuității materiale în generații și a continuității vieții este transferul de la părinți la urmași a genelor, în ADN-ul cărora sunt criptate informațiile genetice despre structura și proprietățile proteinelor. O trăsătură caracteristică a informației genetice este stabilitatea sa extremă.
Variabilitatea este asociată cu apariția în organisme a trăsăturilor care diferă de original și este determinată de modificările structurilor genetice. Ereditatea și variabilitatea creează materialul pentru evoluția organismelor.
Iritabilitate. Reacția unui lucru viu la stimuli externi este o manifestare a reflexiei caracteristice materiei vii.
Factorii care provoacă reacția corpului sau a organului său se numesciritanti (lumină, temperatură, sunet, curent electric, influențe mecanice, substanțe alimentare, gaze, otrăvuri etc.).
La organismele lipsite de sistem nervos (protozoare și plante), iritabilitatea se manifestă sub formă de tropisme, taxiuri și nastia.
La organismele cu sistem nervos, iritabilitatea se manifestă sub formă de activitate reflexă. La animale, percepția lumii exterioare se realizează prin primul sistem de semnalizare, în timp ce la om, în procesul de dezvoltare istorică, s-a format și un al doilea sistem de semnalizare. Datorită iritabilității, organismele sunt echilibrate cu mediul. Răspunzând selectiv la factorii de mediu, organismele își „clarifică” relația cu mediul, rezultând unitatea mediului și a organismului.
Mişcare... Toate ființele vii au capacitatea de a se mișca. Multe organisme unicelulare se mișcă cu ajutorul unor organite speciale. Celulele organismelor multicelulare (leucocite, celule rătăcitoare ale țesutului conjunctiv etc.), precum și unele organite celulare, sunt, de asemenea, capabile de mișcare. Perfecțiunea răspunsului motor se realizează în mișcarea musculară a organismelor animale pluricelulare, care constă în contracția musculară.
Regulamentul intern. Procesele care au loc în celule sunt supuse reglementării. La nivel molecular, există mecanisme de reglare sub formă de reacții chimice inverse, care se bazează pe reacții cu participarea enzimelor, care asigură închiderea proceselor de reglare conform schemei de sinteză - dezintegrare - resinteză. Sinteza proteinelor, inclusiv enzimele, este reglată de mecanisme de represiune, inducție și control pozitiv. Dimpotrivă, reglarea activității enzimelor în sine are loc după principiul feedback-ului, care constă în inhibarea de către produsul final. De asemenea, se știe că reglează prin modificarea chimică a enzimelor. Hormonii care asigură reglarea chimică sunt implicați în reglarea activității celulare.
Orice deteriorare a moleculelor de ADN cauzată de factori fizici sau chimici de expunere poate fi reparată prin unul sau mai multe mecanisme enzimatice, care este autoreglarea. Este asigurată prin acțiunea genelor de control și, la rândul său, asigură stabilitatea materialului genetic și a informației genetice codificate în acesta.
Specificul relației cu mediul. Organismele trăiesc într-un mediu specific, care servește ca sursă de energie gratuită și material de construcție pentru ele.
În cadrul conceptelor termodinamice, fiecare sistem viu (organism) este un sistem „deschis” care permite schimbul reciproc de energie și materie într-un mediu în care există alte organisme și acționează factorii abiotici. În consecință, organismele interacționează nu numai între ele, ci și cu mediul din care primesc tot ce le trebuie pentru viață. Organismele fie caută mediul înconjurător, fie se adaptează (se adaptează) la acesta.
Forme de răspunsuri adaptative sunt homeostazia fiziologică (capacitatea organismelor de a rezista factorilor de mediu) și homeostazia dezvoltării (abilitatea organismelor de a modifica reacțiile individuale, păstrând toate celelalte proprietăți). Răspunsurile adaptive sunt determinate de răspunsul normal, care este determinat genetic și are propriile limite.
Există o unitate între organisme și mediu, între natura vie și cea neînsuflețită, care constă în faptul că organismele depind de mediu, iar mediul se modifică ca urmare a activității vitale a organismelor. Rezultatul vieții organismelor este apariția unei atmosfere cu oxigen liber și acoperire de sol a Pământului, formarea cărbunelui, turbei, petrolului etc.
Proprietățile enumerate mai sus sunt inerente numai ființelor vii. Unele dintre aceste proprietăți se găsesc și în studiul corpurilor. natura neînsuflețită, cu toate acestea, în acestea din urmă se caracterizează prin trăsături complet diferite.
De exemplu:
cristalele în soluție saturată de sare pot „crește”. Cu toate acestea, această creștere nu are acele caracteristici calitative și cantitative care sunt inerente creșterii viețuitoarelor.
Între proprietățile care caracterizează viețuitoarele, există o unitate dialectică care se manifestă în timp și spațiu în întreaga lume organică, la toate nivelurile de organizare.
Nivelurile organizatorice ale materiei vii
În prezent, există mai multe niveluri de organizare a materiei vii.
Molecular.
Orice sistem viu se manifestă la nivelul de funcționare a biopolimerilor construiți din monomeri. De la acest nivel încep cele mai importante procese vitale ale organismului: metabolismul și conversia energetică, transmiterea informațiilor ereditare etc.
Există trei tipuri de polimeri biologici:
polizaharide (monomeri - monozaharide)
proteine (monomeri - aminoacizi)
acizi nucleici (monomeri - nucleotide)
Lipidele sunt, de asemenea, compuși organici importanți pentru organism.
Celular.
Celula este o unitate structurală și funcțională a organismelor vii; este un sistem viu autoreglabil, care se reproduce singur. Formele de viață necelulare care trăiesc liber pe Pământ nu există.
Țesătură.
Țesutul este o colecție de celule și substanțe intercelulare similare ca structură, unite printr-o funcție comună.
Organ.
Organele sunt asociații structurale și funcționale ale mai multor tipuri de țesuturi. De exemplu, pielea umană ca organ include epiteliul și țesutul conjunctiv, care împreună îndeplinesc o serie de funcții, dintre care cea mai semnificativă este cea de protecție, adică. funcţia de delimitare a mediului intern al organismului de mediu.
organizatoric.
Un organism multicelular este un sistem complet de organe specializate pentru a îndeplini diverse funcții.
Specific populației.
Totalitatea organismelor din aceeași specie, unite printr-un habitat comun, creează o populație ca sistem de ordin supraorganismic. În acest sistem se realizează cele mai simple transformări evolutive.
Biogeocenotic.
Biogeocenoza este un ansamblu de organisme de diferite tipuri și factori ai habitatului lor, unite prin metabolism și energie într-un singur complex natural.
Biosferă.
Biosfera este un sistem de ordin superior care cuprinde toate fenomenele vieții de pe planeta noastră. La acest nivel, are loc o circulație a substanțelor și o transformare a energiei asociate cu activitatea vitală a tuturor organismelor vii care trăiesc pe Pământ.
Celulă este o structură detașată, cea mai mică, care este inerentă întregului ansamblu de proprietăți ale vieții și care, în condiții de mediu adecvate, poate menține în sine aceste proprietăți, precum și le poate transmite pe parcursul unui număr de generații.
Celula alcătuiește baza structura, viatași dezvoltare toate formele vii - unicelulare, pluricelulare și chiar necelulare.
În natură, are un rol unitate structurală, funcțională și genetică elementară.
Datorită mecanismelor inerente acesteia, celula asigură metabolismul, utilizarea informațiilor biologice, reproducerea, proprietățile de ereditate și variabilitate, determinând astfel calitățile de unitate și diversitate inerente lumii organice.
Viul este caracterizat de o serie de proprietăți care împreună „fac” viu. Astfel de proprietăți sunt auto-reproducția, specificitatea organizării, ordonarea structurii, integritatea și discretitatea, creșterea și dezvoltarea, metabolismul și energia, ereditatea și variabilitatea, iritabilitatea, mișcarea, reglarea internă, specificitatea relațiilor cu mediul.
Auto-reproducere (reproducere
). Această proprietate este cea mai importantă dintre toate celelalte. O caracteristică remarcabilă este că auto-reproducția anumitor organisme se repetă în un număr nenumărat de generații, iar informația genetică despre auto-reproducere este codificată în moleculele de ADN. Afirmația „toate viețuitoarele provin numai din viețuitoare” înseamnă că viața a apărut o singură dată și că de atunci numai viețuitoarele dau naștere la ființe vii. La nivel molecular, auto-reproducția are loc pe baza sintezei ADN șablon, care programează sinteza proteinelor care determină specificitatea organismelor. La alte niveluri, se caracterizează printr-o varietate extraordinară de forme și mecanisme, până la formarea celulelor germinale specializate (masculin și feminin). Cea mai importantă valoare a auto-reproducției constă în faptul că susține existența speciilor, determină specificul formei biologice de mișcare a materiei.
Specificul organizației
Este caracteristic oricăror organisme, drept urmare au o anumită formă și dimensiune. Unitatea de organizare (structură și funcție) este celula. La rândul lor, celulele sunt organizate în mod specific în țesuturi, acestea din urmă în organe, iar organele în sisteme de organe. Organismele nu sunt „împrăștiate” aleatoriu în spațiu. Ele sunt organizate în mod specific în populații, iar populațiile sunt organizate în mod specific în biocenoze. Acestea din urmă, împreună cu factorii abiotici, formează biogeocenoze (sisteme ecologice), care sunt unități elementare ale biosferei.
Structură ordonată
O ființă vie se caracterizează nu numai prin complexitatea compușilor chimici din care este construit, ci și prin ordinea lor la nivel molecular, ducând la formarea structurilor moleculare și supramoleculare. Crearea ordinii din mișcarea dezordonată a moleculelor este cea mai importantă proprietate a viețuitoarelor, care se manifestă la nivel molecular. Ordinea în spațiu este însoțită de ordinea în timp. Spre deosebire de obiectele neînsuflețite, ordinea structurii viețuitoarelor are loc datorită mediului extern. În același timp, nivelul de ordine în mediu scade.
Integritate (continuitate) și discreție (discontinuitate).
Viața este holistică și în același timp discretă atât ca structură, cât și ca funcție. De exemplu, substratul vieții este integral, deoarece este reprezentat de nucleoproteine, dar în același timp este discret, deoarece este format din acid nucleic și proteină. Acizii nucleici și proteinele sunt compuși integrali, cu toate acestea, sunt și discreti, constând din nucleotide și aminoacizi (respectiv). Replicarea moleculelor de ADN este un proces continuu, cu toate acestea, este discret în spațiu și timp, deoarece la el iau parte diferite structuri genetice și enzime. Procesul de transmitere a informațiilor ereditare este, de asemenea, continuu, dar este discret, deoarece constă în transcriere și traducere, care, datorită unei serii de diferențe între ele, determină discontinuitatea implementării informațiilor ereditare în spațiu și timp. Mitoza celulară este, de asemenea, continuă și în același timp întreruptă. Orice organism este un sistem integral, dar este format din unități discrete - celule, țesuturi, organe, sisteme de organe. Lumea organică este și ea integrală, deoarece existența unor organisme depinde de altele, dar în același timp este discretă, constând din organisme separate.
Interesant pe site:
Mecanismul fotosintezei
Fotosinteza constă în reducerea CO2 atmosferic la carbohidrați folosind energia luminoasă, însoțită de eliberarea de oxigen din apă. Fotosinteza, ca multe alte procese fiziologice, constă din mai multe...
Reacții luminoase și întunecate
Fotosinteza include două faze: fotochimică, care necesită lumină, și chimică, care are loc în întuneric. Faza fotochimică decurge foarte repede (în 0,00001 s). Reacția fotochimică primară este independentă de temperatură, deși tr ...
Zonele asociative ale cortexului vizual
S-au depus eforturi considerabile pentru înțelegerea procesării informațiilor în canalele M și P ale cortexului vizual. Astfel de studii au fost cauzate de diferențele funcționale și anatomice dintre celulele ganglionare retiniene și neuronii genunchiului...
Toate organismele vii din natură constau în aceleași niveluri de organizare; aceasta este o regularitate biologică caracteristică comună tuturor organismelor vii.
Se disting următoarele niveluri de organizare a organismelor vii - molecular, celular, tisular, de organ, organismic, specific populației, biogeocenotic, biosferic.
Orez. 1. Nivel genetic molecular
1. Nivel genetic molecular. Acesta este cel mai elementar nivel caracteristic al vieții (Fig. 1). Indiferent cât de complexă sau simplă este structura oricărui organism viu, toți constau din aceiași compuși moleculari. Un exemplu în acest sens sunt acizii nucleici, proteinele, carbohidrații și alte complexe moleculare complexe de substanțe organice și anorganice. Ele sunt uneori numite substanțe macromoleculare biologice. La nivel molecular au loc diverse procese vitale ale organismelor vii: metabolism, conversie energetică. Cu ajutorul nivelului molecular, se transmite informații ereditare, se formează organele individuale și apar alte procese.
Orez. 2. Nivelul celular
2. Nivelul celular. Celula este o unitate structurală și funcțională a tuturor organismelor vii de pe Pământ (Fig. 2). Organelele individuale dintr-o celulă au o structură caracteristică și îndeplinesc o funcție specifică. Funcțiile organelelor individuale din celulă sunt interdependente și realizează procese vitale uniforme. În organismele unicelulare (alge unicelulare și protozoare) toate procesele de viață au loc într-o singură celulă, iar o celulă există ca organism separat. Amintiți-vă de algele unicelulare, chlamydomonas, chlorella și cele mai simple animale - ameba, infuzorii etc. În organismele multicelulare, o celulă nu poate exista ca organism separat, dar este o unitate structurală elementară a organismului.
Orez. 3. Nivelul țesuturilor
3. Nivelul țesuturilor. Totalitatea celulelor și substanțelor intercelulare asemănătoare ca origine, structură și funcție formează țesutul. Nivelul de țesut este caracteristic doar pentru organismele pluricelulare. De asemenea, țesuturile individuale nu sunt un organism întreg independent (Fig. 3). De exemplu, corpurile animalelor și ale oamenilor sunt compuse din patru țesuturi diferite (epitelial, conjunctiv, muscular, nervos). Tesuturile vegetale se numesc: educative, tegumentare, de sustinere, conductoare si excretoare. Amintiți-vă de structura și funcția țesuturilor individuale.
Orez. 4. Nivelul organelor
4. Nivelul organelor. În organismele pluricelulare, unirea mai multor țesuturi identice, asemănătoare ca structură, origine și funcții, formează nivelul organului (Fig. 4). Există mai multe țesuturi în compoziția fiecărui organ, dar dintre ele unul este cel mai semnificativ. Un organ separat nu poate exista ca organism integral. Mai multe organe, similare ca structură și funcție, atunci când sunt combinate, alcătuiesc sistemul de organe, de exemplu, digestia, respirația, circulația sângelui etc.
Orez. 5. Nivel organizatoric
5. Nivel organizatoric. Plantele (chlamydomonas, chlorella) și animalele (amoeba, ciliați etc.), ale căror corpuri sunt formate dintr-o celulă, reprezintă un organism independent (Fig. 5). Și un individ separat al organismelor multicelulare este considerat un organism separat. În fiecare organism individual, au loc toate procesele de viață care sunt caracteristice tuturor organismelor vii - nutriție, respirație, metabolism, iritabilitate, reproducere etc. Fiecare organism independent lasă în urmă urmași. În organismele multicelulare, celulele, țesuturile, organele și sistemele de organe nu sunt un organism separat. Doar un sistem integral de organe, specializat în îndeplinirea diferitelor funcții, formează un organism independent separat. Dezvoltarea unui organism, de la fertilizare până la sfârșitul vieții, durează o anumită perioadă de timp. Această dezvoltare individuală a fiecărui organism se numește ontogenie. Un organism poate exista în strânsă relație cu mediul.
Orez. 6. Nivel specific populației
6. Nivel specific populației. O populație constituie un agregat de indivizi dintr-o specie sau grup care există de mult timp într-o anumită parte a gamei relativ separat de alte agregate ale aceleiași specii. La nivel de populaţie se realizează cele mai simple transformări evolutive care contribuie la apariţia treptată a unei noi specii (Fig. 6).
Orez. 7 Nivel biogeocenotic
7. Nivel biogeocenotic. Totalitatea organismelor de diferite tipuri și de complexitate variabilă de organizare, adaptate la aceleași condiții ale mediului natural, se numește biogeocenoză, sau comunitate naturală. Biogeocenoza include numeroase specii de organisme vii și condiții de mediu. În biogeocenozele naturale, energia este acumulată și transferată de la un organism la altul. Biogeocenoza include compuși anorganici, organici și organisme vii (Fig. 7).
Orez. 8. Nivelul biosferei
8. Nivelul biosferei. Totalitatea tuturor organismelor vii de pe planeta noastră și mediul natural general al habitatului lor formează nivelul biosferei (Fig. 8). La nivel biosferic, biologia modernă rezolvă probleme globale, de exemplu, determinarea intensității formării oxigenului liber de către acoperirea vegetativă a Pământului sau modificări ale concentrației de dioxid de carbon din atmosferă asociate activităților umane. Rolul principal la nivelul biosferei îl au „substanțele vii”, adică totalitatea organismelor vii care locuiesc pe Pământ. De asemenea, la nivelul biosferei sunt importante „substanțele bioinerte”, formate ca urmare a activității vitale a organismelor vii și a substanțelor „inerte” (adică, condițiile de mediu). La nivelul biosferei, există o circulație a substanțelor și energiei pe Pământ cu participarea tuturor organismelor vii ale biosferei.
Niveluri de organizare a vieții. Populația. Biogeocenoza. Biosferă.
- În prezent, se disting mai multe niveluri de organizare a organismelor vii: molecular, celular, tisular, de organ, organismic, specific populației, biogeocenotic și biosferic.
- Transformările evolutive elementare se realizează la nivel de populație-specie.
- Celula este cea mai elementară unitate structurală și funcțională dintre toate organismele vii.
- Totalitatea celulelor și substanțelor intercelulare asemănătoare ca origine, structură și funcție formează țesutul.
- Totalitatea tuturor organismelor vii de pe planetă și mediul natural general al habitatului lor constituie nivelul biosferei.
- Enumerați în ordine nivelurile de organizare a vieții.
- Ce este materialul?
- Care sunt părțile principale ale unei celule?
- Pentru ce organisme este tipic nivelul țesuturilor?
- Dați caracteristicile nivelului organului.
- Ce este o populație?
- Caracterizați nivelul organismului.
- Care sunt caracteristicile nivelului biogeocenotic?
- Dați exemple de interconectare a nivelurilor de organizare a vieții.
Completați un tabel care arată caracteristicile structurale ale fiecărui nivel al organizației:
| Număr de serie |
Niveluri de organizare |
Particularități |
