Основные признаки живого организма. Основные признаки живой природы. Разнообразие живой природы. Царства живых организмов. Отличительные признаки живого Свойства живых организмов

1. Живые организмы - важный компонент биосферы. Клеточное строение - характерный признак всех организмов, за исключением вирусов. Наличие в клетках плазматической мембраны, цитоплазмы, ядра. Особенность бактерий: отсутствие оформленного ядра, митохондрий, хлоропластов. Особенности растений: наличие в клетке клеточной стенки, хлоропластов, вакуолей с клеточным соком, автотрофный способ питания. Особенности животных: отсутствие в клетках хлоропластов, вакуолей с клеточным соком, оболочки из клетчатки, гетеротрофный способ питания.

2. Наличие в составе живых организмов органических веществ: сахара, крахмала, жира, белка, нуклеиновых кислот и неорганических веществ: воды и минеральных солей. Сходство химического состава у представителей разных царств живой природы.

3. Обмен веществ - главный признак живого, включающий питание, дыхание, транспорт веществ, их преобразование и создание из них веществ и структур собственного организма, освобождение энергии в одних процессах и использование в других, выделение конечных продуктов жизнедеятельности. Обмен веществами и энергией с окружающей средой.

4. Размножение, воспроизведение потомства - признак живых организмов. Развитие дочернего организма из одной клетки (зиготы при половом размножении) или группы клеток (при вегетативном размножении) материнского организма. Значение размножения в увеличении численности особей вида, их расселении и освоении новых территорий, сохранении сходства и преемственности между родителями и потомством в ряду многих поколений.

5. Наследственность и изменчивость - свойства организмов. Наследственность - свойство организмов передавать присущие им особенности строения и развития потомству. Примеры наследственности: из семян березы вырастают растения березы, у кошки рождаются похожие на родителей котята. Изменчивость - возникновение у потомства новых признаков. Примеры изменчивости: растения березы, выросшие из семян материнского растения одного поколения, различаются по длине и окраске ствола, числу листьев и др.

6. Раздражимость - свойство живых организмов. Способность организмов воспринимать раздражения из окружающей среды и в соответствии с ними координировать свою деятельность, поведение - комплекс приспособительных двигательных реакций, возникающих в ответ на разнообразные раздражения из окружающей среды. Особенности поведения животных. Рефлексы и элементы рассудочной деятельности животных. Поведение растений, бактерий, грибов: разные формы движения - тропизмы, таксисы.

Только комплекс всех перечисленных признаков характеризует живые организмы.

Всем живым организмам в большей или меньшей степени свойственны определенные размеры и форма, обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение и приспособляемость. Хотя этот перечень кажется вполне четким и определённым, граница между живым и неживым довольно условна, и будем ли называть, например, вирусы живыми или неживыми, зависит от того определения жизни, которое мы примем. Неживые объекты могут обладать одним или несколькими из перечисленных свойств, но никогда не проявляют всю совокупность этих свойств одновременно. Кристаллы в насыщенном растворе могут “расти”, кусочек металлического натрия начинает быстро “бегать” по поверхности воды, а капля масла, плавающая в смеси глицерина и спирта, выпускает псевдоподии и передвигается наподобие амёбы.

Подавляющее большинство проявления жизни в конечном счете можно объяснить на основании тех же физических и химических законов, которым подчиняются неживые системы. Из этого следует, что если бы мы достаточно хорошо знали химическую и физиологическую основу жизненных явлений, то мы, возможно, были бы в состоянии синтезировать живое вещество. В сущности ферментативный синтез специфических молекул ДНК, осуществленный в пробирке Артуром Конбергом в 1958г., уже можно рассматривать как важный первый шаг в этом направлении*. Противоположный взгляд, называемый витализмом, был широко распространен среди биологов до начала этого века; они считали, что жизнь обуславливают и контролируют силы особого рода, необъяснимые в понятиях физики и химии. Многие явления жизни, казавшиеся такими таинственными при их первом открытии, удалось понять без привлечения особой “жизненной силы”, и разумно будет предположить, что и другие проявления жизни при их дальнейшем исследовании окажутся объяснимыми на научной основе.

* В конце 1967 г. А.Корнберг и его сотрудники получили новые важные результаты. Им удалось синтезировать специфическую ДНК вируса Æ Х174, обладающую биологической активностью. При заражении клеток эта искусственная ДНК ведет себя точно так же, как природная ДНК этого вируса.

[В.С.1] Специфическая организация. Каждый род живых организмов обладает характерными для него формой и внешним видом; взрослые индивидуумы каждого рода организмов, как правило, имеют характерную величину. Неживые объекты обычно имеют гораздо менее постоянные размеры и форму. Живые организмы не гомогенны, а состоят из различных частей, выполняющих специальные функции; таким образом, они характеризуются специфической сложной организацией. Структурной и функциональной единицей как растительных, так и животных организмов служит клетка - наиболее простая частица живого вещества, способная существовать самостоятельно. Но и сама клетка имеет специфическую организацию; клетки каждого типа обладают характерными размерами и формой, они имеют плазматическую мембрану, отделяющую живое вещество от окружающей среды, и содержат ядро - специализированную часть клетки, отдельную от остального ее вещества ядерной оболочкой. Ядро, как мы узнаем позже, играет важную роль в контроле и регулировании функций клетки. Тела высших животных и растений имеют ряд последовательно усложняющихся уровней организации: клетки организованы в ткани, ткани - в органы, а органы - в системы органов..

Обмен веществ. Совокупность всех химических процессов, осуществляемых протоплазмой и обеспечивающих ее рост, поддержание и восстановление, называется обменом веществ или метаболизмом. Протоплазма каждой клетки непрерывно изменяется: она поглощает новые вещества, подвергает их разнообразным химическим изменениям, строит новую протоплазму и превращает в кинетическую энергию и тепло потенциальную энергию, заключенную в крупных молекулах белков, жиров и углеводов, по мере того как эти вещества превращаются в другие, более простые соединения. Это постоянное расходование энергии представляет собой одну из специфических и характерных особенностей живых организмов. Некоторые типы протоплазмы отличаются высокой интенсивностью обмена; очень высока она, например, у бактерий. Другие типы, как, например, протоплазма семян и спор, имеют столь низкий уровень обмена, что его с трудном можно обнаружить. Даже в пределах одного вида организмов или у одной особи интенсивность обмена может меняться в зависимости от таких факторов, как возраст, пол, общее состояние здоровья, активность эндокринных желез или беременность.

Процессы обмена могут быть анаболическими или катаболическими. Термин анаболизм относится к тем химическим процессам, при которых более простые вещества соединяются между собой с образованием более сложных веществ, что приводит к накоплению энергии, построению новой протоплазмы и росту. Катаболизмом же называют расщепление этих сложных веществ, приводящее к освобождению энергии и к износу и расходованию протоплазмы. Процессы того и другого типа протекают непрерывно; более того, они находятся в сложной взаимозависимости и их трудно отделить друг от друга. Сложные соединения расщепляются, и их составные части соединяются друг с другом в новых комбинациях, образуя другие вещества. Примером сочетания катаболизма с анаболизмом могут служить взаимные превращения углеводов, белков и жиров, непрерывно происходящие в клетках нашего тела. Поскольку большинство анаболических процессов требует затраты энергии, должны происходить какие-то катаболические процессы, которые доставляли бы энергию для реакций, связанных с построением новых молекул.

Как у растений, так и у животных есть анаболическая и катаболическая фазы обмена. Однако растения (за некоторым исключением) обладают способностью синтезировать свои собственные органические вещества из неорганических веществ почвы и воздуха; животные же зависят в своем питании от растений.

Раздражимость. Живые организмы обладают раздражимостью: они реагируют на раздражители, т.е. на физические или химические изменения в непосредственно окружающей их среде. Раздражители, вызывающие реакцию у большинства животных и растений, - это изменения цвета, интенсивности или направления световых лучей, температура, давление, звук и изменения в химическом составе почвы, воды или атмосферы, окружающей организм. У человека и других сложноорганизованных животных некоторые высокоспециализи-рованные клетки тела обладают особой чувствительностью к раздражителям определенного типа: палочки и колбочки в сетчатке глаза реагируют на свет, определенные клетки в носу и во вкусовых почках языка - на химические раздражения, а специальные клетки кожи - на изменения температуры или давления. У низших животных и у растений такие специализированные клетки могут отсутствовать, но весь организм реагирует на раздражение. Одноклеточные животные и растения отвечают движением по направлению к раздражителю или от него при воздействии тепла или холода, некоторых химических веществ, света или при прикосновении микроиглы.

1. Живые организмы - важный компонент биосферы. Клеточное строение - характерный признак всех организмов, за исключением вирусов. Наличие в клетках плазматической

мембраны, цитоплазмы, ядра. Особенность бактерий: отсутствие оформленного ядра,

митохондрий, хлоропластов. Особенности растений: наличие в клетке клеточной

стенки, хлоропластов, вакуолей с клеточным соком, автотрофный способ питания.

Особенности животных: отсутствие в клетках хлоропластов, вакуолей с клеточным

соком, оболочки из клетчатки, гетеротрофный способ питания.

3. Обмен веществ - главный признак живого, включающий

питание, дыхание, транспорт веществ, их преобразование и создание из них

веществ и структур собственного организма, освобождение энергии в одних процессах

и использование в других, выделение конечных продуктов жизнедеятельности. Обмен

веществами и энергией с окружающей средой.

4. Размножение, воспроизведение потомства - признак живых организмов. Развитие дочернего организма из одной клетки (зиготы при половом размножении) или группы клеток (при вегетативном размножении) материнского организма. Значение размножения в увеличении численности особей вида, их расселении и освоении новых территорий, сохранении сходства и преемственности между родителями и потомством в ряду многих поколений.

5. Наследственность и изменчивость - свойства

организмов. Наследственность - свойство организмов передавать присущие им

особенности строения и развития потомству. Примеры наследственности: из семян

березы вырастают растения березы, у кошки рождаются похожие на родителей

котята. Изменчивость - возникновение у потомства новых признаков. Примеры

изменчивости: растения березы, выросшие из семян материнского растения одного

поколения, различаются по длине и окраске ствола, числу листьев и др.

6. Раздражимость - свойство живых организмов.

Способность организмов воспринимать раздражения из окружающей среды и в

соответствии с ними координировать свою деятельность, поведение - комплекс

приспособительных двигательных реакций, возникающих в ответ на разнообразные

раздражения из окружающей среды. Особенности поведения животных. Рефлексы и

элементы рассудочной деятельности животных. Поведение растений, бактерий,

грибов: разные формы движения - тро-пизмы, настии, таксисы.

Только комплекс всех перечисленных признаков характеризует живые организмы.

2. Экосистема, ее основные звенья. Цепи питания.

1. Экосистема (природное сообщество). Совместное обитание в природе организмов

всех царств. Экосистема - совокупность организмов разных видов, обитающих

длительное время на определенной территории, приспособленных к совместной жизни

и к факторам неживой природы.

2. Виды экосистем: естественные, или природные (лес,

луг, болото, водоем и др.), и искусственные (поле, сад и др.).

3. Основные пищевые (трофические) группы организмов -

компоненты экосистем. Группа организмов, которые производят на свету из

неорганических веществ органические (автотрофы - зеленые растения), -

организмы-производители; группа организмов, которые потребляют готовые

органические вещества (гетеротрофы - в основном животные, грибы), -

организмы-потребители; группа организмов, которые разрушают органические

вещества и перерабатывают их в неорганические (гетеротрофы - бактерии, грибы,

некоторые животные), - организмы-разрушители. В пищевых (трофических)

взаимосвязях эти группы организмов выполняют роль звеньев пищевой цепи. 4.

Пищевые связи в экосистеме. Тесная взаимосвязь всех звеньев (пищевых групп) в

сообществе - условие его существования. Пищевые связи между организмами в

экосистеме, при которых организмы одних видов служат пищей для других.

Например, растения служат пищей для растительноядных животных, а они - для

хищников. Формирование в каждой экосистеме на основе пищевых связей цепей

питания, например: растения -»- полевка -*- лисица. Здесь указаны составляющие

цепь питания организмы и стрелками обозначен переход вещества и энергии в этой

цепи. Начальное звено цепи питания, как правило, растения (автотрофы, создающие

органические вещества в процессе фотосинтеза). Использование запасенной

растениями в органических веществах солнечной энергии гетеротрофами - всеми

остальными звеньями цепи питания.

БИЛЕТ№11

Основными структурными элементами, из которых состоят тела живых существ, являются клетки. Их строение, состав и функции изучает цитология. Другая биологическая наука, гистология, имеет дело со свойствами и структурой тканей, т.е. групп однотипных клеток, выполняющих в организме сходную функцию. Механизмы, посредством которых признаки, свойственные особям одного поколения, передаются следующим поколениям, исследует генетика. Классификацией животных и растений и установлением их родственных связей занимается таксономия, а изучением ископаемых остатков живых существ – палеонтология. Взаимоотношения организмов с окружающей средой составляют предмет экологии.

Новейшие физические и химические методы исследования позволяют количественно изучать молекулярные структуры и явления, лежащие в основе всех биологических процессов. Данное направление, затрагивающее сразу несколько биологических дисциплин, называют молекулярной биологией.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ

Вплоть до начала 20 в. биологи были убеждены в том, что все живое принципиально отличается от неживого и в этом отличии есть какая-то тайна. В настоящее время благодаря значительно возросшему объему знаний в области химии и физики живой материи стало ясно, что жизнь может быть объяснена в обычных понятиях химии и физики. Ниже кратко излагаются основные концепции современной биологии, касающиеся самого феномена жизни.

Биогенез.

Все живые организмы происходят только от других живых организмов, и из этого правила нет исключений. Не совсем ясно, можно ли считать живыми субмикроскопические фильтрующиеся вирусы, но нет сомнений в том, что появление их в большом количестве в среде возможно только за счет размножения тех вирусов, которые уже попали туда раньше. Из невирусного вещества вирусы не возникают.

Клеточная теория.

Одно из наиболее фундаментальных обобщений современной биологии – это клеточная теория, согласно которой все живые существа, включая растения и животных, состоят из клеток и продуктов выделения клеток, а новые клетки образуются путем деления существующих. Все клетки демонстрируют также сходство в основных компонентах химического состава и в основных метаболических реакциях, а активность всего организма представляет собой сумму индивидуальных активностей составляющих этот организм клеток и результатов их взаимодействия.

Генетические механизмы и эволюция.

Генетическая теория гласит, что признаки особей каждого поколения передаются следующему поколению через единицы наследственности, называемые генами. Крупные сложные молекулы ДНК состоят из четырех типов субъединиц, называемых нуклеотидами, и имеют структуру двойной спирали. Информация, содержащаяся в каждом гене, закодирована особым порядком расположения этих субъединиц. Поскольку каждый ген состоит примерно из 10 000 нуклеотидов, выстроенных в определенной последовательности, существует великое множество комбинаций нуклеотидов, а соответственно и множество различных последовательностей, являющихся единицами генетической информации.

Определение последовательности нуклеотидов, образующих определенный ген, стало теперь не только возможным, но даже довольно обычным делом. Более того, ген можно синтезировать, а затем клонировать, получив таким образом миллионы копий. Если какое-то заболевание человека вызвано мутацией гена, который в результате не функционирует надлежащим образом, в клетку может быть введен нормальный синтезированный ген, и он будет выполнять необходимую функцию. Эта процедура называется генной терапией. Грандиозный проект «Геном человека» призван выяснить нуклеотидные последовательности, образующие все гены человеческого генома.

Одно из важнейших обобщений современной биологии, формулируемое иногда как правило «один ген – один фермент – одна метаболическая реакция», было выдвинуто в 1941 американскими генетиками Дж.Бидлом и Э.Тейтемом. Согласно этой гипотезе, любая биохимическая реакция – как в развивающемся, так и в зрелом организме – контролируется определенным ферментом, а фермент этот в свою очередь контролируется одним геном. Информация, заложенная в каждом гене, передается от одного поколения другому специальным генетическим кодом, который определяется линейной последовательностью нуклеотидов. При образовании новых клеток каждый ген реплицируется, и в процессе деления каждая из дочерних клеток получает точную копию всего кода. В каждом поколении клеток происходит транскрипция генетического кода, что позволяет использовать наследственную информацию для регуляции синтеза специфических ферментов и других белков, существующих в клетках.

В 1953 американский биолог Дж.Уотсон и британский биохимик Ф.Крик сформулировали теорию, объясняющую, каким образом структура молекулы ДНК обеспечивает основные свойства генов – способность к репликации, к передаче информации и мутированию. На основании этой теории оказалось возможным сделать определенные предсказания о генетической регуляции синтеза белка и подтвердить их экспериментально.

Развитие с середины 1970-х годов генной инженерии, т.е. технологии получения рекомбинантных ДНК, значительно изменило характер исследований, проводимых в области генетики, биологии развития и эволюции. Разработка методов клонирования ДНК и проведения полимеразной цепной реакции позволяют получать в достаточном количестве необходимый генетический материал, включая рекомбинантные (гибридные) ДНК. Эти методы используются для выяснения тонкой структуры генетического аппарата и отношений между генами и их специфическими продуктами – полипептидами. Вводя в клетки рекомбинантную ДНК, удалось получить штаммы бактерий, способные синтезировать важные для медицины белки, например человеческий инсулин, гормон роста человека и многие другие соединения.

Значительный прогресс был достигнут в области изучения генетики человека. В частности, проведены исследования таких наследственных болезней, как серповидноклеточная анемия и муковисцидоз. Изучение раковых клеток привело к открытию онкогенов, превращающих нормальные клетки в злокачественные. Исследования, проводимые на вирусах, бактериях, дрожжах, плодовых мушках и мышах, позволили получить обширную информацию, касающуюся молекулярных механизмов наследственности. Теперь гены одних организмов могут быть перенесены в клетки других высокоразвитых организмов, например мышей, которые после такой процедуры называются трансгенными. Чтобы осуществить операцию по внедрению чужеродных генов в генетический аппарат млекопитающих, разработан целый ряд специальных методов.

Одно из наиболее удивительных открытий в генетике – это обнаружение двух типов входящих в состав генов полинуклеотидов: интронов и экзонов. Генетическая информация кодируется и передается только экзонами, функции же интронов до конца не выяснены.

Витамины и коферменты.

Открытие этих веществ, которые не являются солями, белками, жирами или углеводами, но вместе с тем необходимы для полноценного питания, принадлежит американскому биохимику польского происхождения К.Функу. С 1912, когда Функ обнаружил витамины, началось интенсивное исследование их роли в метаболизме и выяснение того, почему в пищевом рационе одних организмов должны обязательно присутствовать определенные витамины, а в рационе других их может и не быть. Сейчас твердо установлено, что соединения, которые мы относим к витаминам, необходимы для нормального метаболизма всех живых существ, включая бактерии, зеленые растения и животных, однако, если некоторые организмы способны синтезировать эти соединения сами, другие должны получать их с пищей в готовом виде. Для многих витаминов в настоящее время уже выяснена их специфическая роль в метаболизме. Во всех случаях они функционируют как часть большой молекулы вещества, названного коферментом. Кофермент служит своего рода партнером фермента и субстратом для осуществления некоторых реакций. Авитаминоз, возникающий при недостаточности того или иного витамина, есть следствие нарушений в метаболизме, вызванных нехваткой кофермента.

Гормоны.

Термин «гормон» был предложен в 1905 английским физиологом Э.Старлингом, который определил его как «любое вещество, в норме выделяемое клетками в какой-то одной части тела и переносимое кровью в другие части тела, где оно проявляет свое действие во благо всего организма». Можно сказать, что эндокринология (изучение гормонов) началась с 1849, когда немецкий физиолог А.Бертольд осуществил пересадку семенников от одной птицы к другой и предположил, что эти мужские половые железы выделяют в кровь какое-то вещество, определяющее развитие вторичных половых признаков. Само же это вещество – тестостерон – было выделено в чистом виде и описано только в 1935.

Животные (как позвоночные, так и беспозвоночные) и растения вырабатывают большое число разных гормонов. Все гормоны образуются в каком-то небольшом участке организма, а потом переносятся в другие его части, где, присутствуя в очень низких концентрациях, оказывают исключительно важное регуляторное и координирующее действие на активность клеток. Таким образом, основная роль гормонов – это химическая координация, дополняющая координацию, осуществляемую нервной системой.

Экология.

Согласно одной из важнейших обобщающих концепций современной биологии, все живые организмы, обитающие в определенном месте, тесно взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. Определенные виды растений и животных распределены в пространстве не случайным образом, а образуют взаимозависимые сообщества, состоящие из продуцентов, консументов и редуцентов и связанные с определенными неживыми компонентами среды. Подобные сообщества могут быть выявлены и охарактеризованы по доминирующим видам; чаще всего это виды растений, дающие пищу и укрытие другим организмам. Экология призвана ответить на вопросы – почему те или иные виды растений и животных образуют определенное сообщество, как они взаимодействуют между собой и как влияет на них человеческая деятельность.

Особенности живых организмов.

Живые организмы не содержат какого-либо особого химического элемента, которого не было бы в неживой природе. Наоборот, основные составляющие их элементы – углерод, водород, кислород и азот – довольно широко распространены на Земле. В очень небольших количествах в составе живых организмов присутствует, кроме того, множество других химических элементов. Все живые существа в большей или меньшей степени могут быть охарактеризованы по таким признакам, как размеры, форма тела, раздражимость, подвижность, а также особенности метаболизма, роста, размножения и адаптаций. Способность растений и животных приспосабливаться к своей среде позволяет им выживать при тех изменениях, которые происходят во внешнем мире. Адаптация может включать как очень быстрые изменения состояния организма, определяемые клеточной раздражимостью, так и очень длительные процессы, а именно появление мутаций и их естественный отбор.

Биологические ритмы.

Многие проявления жизнедеятельности организмов имеют циклический характер. Существуют, например, сезонные циклы в динамике численности некоторых видов; известны также циклические явления в жизни популяций, повторяющиеся каждый год, каждый лунный месяц, каждый день или каждый морской прилив (или отлив). Многие биологические функции отдельно взятого организма тоже имеют периодическую природу, например, чередование сна и бодрствования. По крайней мере некоторые из этих циклов, по-видимому, регулируются внутренними биологическими часами.

Происхождение жизни.

Современные теории возникновения мутаций, естественного отбора и популяционной динамики дают объяснение того, как произошли современные животные и растения от ранее существовавших форм. Вопрос о первоначальном происхождении жизни на Земле рассматривался многими биологами. Некоторые из них считали, что формы жизни были принесены из космоса, с других планет. Сторонники подобной точки зрения ссылаются на обнаруженные в 1961 и 1966 структуры в метеоритах, напоминающие окаменелости микроскопических организмов.

Теорию происхождения первых живых существ из неживой материи развивали немецкий физиолог Э.Пфлюгер, английский генетик Дж.Холдейн и русский биохимик А.И.Опарин.

Известен целый ряд реакций, посредством которых можно получить органические вещества из неорганических. Американский химик М.Калвин экспериментально показал, что излучение с высокой энергией, например космические лучи или электрические разряды, могут способствовать образованию органических соединений из простых неорганических компонентов. В 1953 американские химики Г.Юри и С.Миллер обнаружили, что некоторые аминокислоты, например глицин и аланин, и даже более сложные вещества могут быть получены из смеси паров воды, метана, аммиака и водорода, через которую всего лишь в течение недели пропускают электрические разряды.

Спонтанное зарождение живых организмов в той обстановке, которая существует на Земле в настоящее время, в высшей степени маловероятно, однако оно вполне могло произойти в прошлом. Все дело в различии условий, существовавших тогда и сейчас.

До того, как на Земле возникла жизнь, органические соединения могли накапливаться, поскольку, во-первых, не существовало плесневых грибов, бактерий и других живых существ, способных их потреблять, а во-вторых, они не подвергались спонтанному окислению, так как в атмосфере тогда отсутствовал кислород (или его было очень мало). Сейчас разработаны вполне правдоподобные теории, позволяющие объяснить, как органические вещества могли возникать в результате простых химических реакций, индуцированных электрическими разрядами, ультрафиолетовым излучением и другими физическими факторами, как эти молекулы могли затем образовать в море разбавленный бульон и как в результате их длительного взаимодействия формировались жидкие кристаллы, а затем и более сложные молекулы, по размерам приближающиеся к белкам и нуклеиновым кислотам . Процесс, аналогичный естественному отбору, мог действовать уже среди этих еще не живых, но уже очень сложных молекул. Дальнейшее объединение молекул белков и нуклеиновых кислот могло привести к появлению организмов, напоминающих ныне существующие вирусы, от которых, возможно, произошли бактерии, давшие в конце концов начало растениям и животным. Другим крупным шагом в ранней эволюции было развитие белково-липидной мембраны, которая окружала скопление молекул и позволяла одни молекулы накапливать, а другие, наоборот, выбрасывать наружу.

Все эти доводы привели ученых к заключению, что возникновение жизни на нашей планете – это событие не только вполне естественное и возможное, но и почти неизбежное. Более того, количество уже известных галактик, а соответственно и планет во Вселенной столь велико, что существование на многих из них условий, пригодных для жизни, представляется весьма вероятным. Не исключено, что жизнь на этих планетах действительно существует. Но если жизнь где-то возможна, то по прошествии достаточного времени она должна появиться и дать широкое разнообразие форм. Некоторые из этих форм могут сильно отличаться от тех, что встречаются на Земле, но другие могут быть очень похожими. Теория происхождения жизни может быть сведена к следующим тезисам: 1) органические вещества образуются из неорганических в результате воздействия физических факторов окружающей среды; 2) органические вещества взаимодействуют друг с другом, образуя все более сложные комплексы, из которых постепенно формируются ферменты и самовоспроизводящиеся системы, напоминающие гены; 3) сложные молекулы становятся более разнообразными и объединяются в примитивные, похожие на вирусы организмы; 4) вирусоподобные организмы постепенно эволюционируют и дают начало растениям и животным.

Когда мы го-во-рим об от-ли-чи-ях живой и нежи-вой при-ро-ды, по-лез-но пред-ста-вить ка-мень и кошку или со-ба-ку. От-ли-чия есть, и они оче-вид-ны. Как же их опре-де-ля-ет наука?

К осо-бен-но-стям жи-во-го су-ще-ства она от-но-сит сле-ду-ю-щие при-су-щие прак-ти-че-ски всем живым ор-га-низ-мам про-цес-сы: пи-та-ние, ды-ха-ние, вы-де-ле-ние, раз-мно-же-ние, по-движ-ность, раз-дра-жи-мость, при-спо-соб-лен-ность, рост и раз-ви-тие.

Без-услов-но, ка-мень может быть по-движ-ным, если его бро-сить, может раз-мно-жить-ся, если его раз-бить, может даже вы-рас-ти, если он имеет кри-стал-ли-че-скую при-ро-ду и на-хо-дит-ся в на-сы-щен-ном со-ле-вом рас-тво-ре (рис. 1).

Рис. 1. Действия с камнем

Для этого нужно внеш-нее воз-дей-ствие, при этом ка-мень вряд ли нач-нет пи-тать-ся, раз-дра-жать-ся и взды-хать от такой неспра-вед-ли-во-сти. В осо-бен-но-стях жи-во-го и нежи-во-го на-хо-дят от-ра-же-ние свой-ства жи-во-го, ко-то-рые уже ни с чем не пе-ре-пу-та-ешь. Что же это за свой-ства?

1. В ор-га-низ-мах и их клет-ках со-дер-жат-ся те же хи-ми-че-ские эле-мен-ты, что и в телах нежи-вой при-ро-ды. Но в клет-ках живых су-ществ есть еще и ор-га-ни-че-ские ве-ще-ства , ко-то-рые по-лу-чи-ли такое на-зва-ние, по-то-му что впер-вые были вы-де-ле-ны из живых су-ществ, из ор-га-низ-мов. Это белки, жиры, уг-ле-во-ды и нук-ле-и-но-вые кис-ло-ты. Эти ве-ще-ства об-ра-зу-ют упо-ря-до-чен-ные струк-ту-ры (рис. 2).

Рис. 2. Молекула ДНК

Но толь-ко на-хо-дясь в клет-ке, ор-га-ни-че-ские ве-ще-ства обес-пе-чи-ва-ют про-яв-ле-ния жизни. При-чем важ-ней-шая роль в жиз-не-де-я-тель-но-сти ор-га-низ-мов от-во-дит-ся в первую оче-редь нук-ле-и-но-вым кис-ло-там и бел-кам. Они обес-пе-чи-ва-ют са-мо-ре-гу-ля-цию всех про-цес-сов в ор-га-низ-ме, его са-мо-вос-про-из-ве-де-ние, а зна-чит, и саму жизнь.

За-пом-ним: белки, жиры, уг-ле-во-ды и нук-ле-и-но-вые кис-ло-ты - ос-нов-ные ком-по-нен-ты жи-во-го.

2. Ос-нов-ной струк-тур-ной и функ-ци-о-наль-ной еди-ни-цей почти всех живых ор-га-низ-мов яв-ля-ет-ся клет-ка . Почти, по-то-му что на Земле пре-крас-но чув-ству-ют себя ви-ру-сы, ко-то-рые пред-став-ля-ют собой некле-точ-ную форму жизни. В ор-га-низ-мах, в ко-то-рых много кле-ток - мно-го-кле-точ-ных, из кле-ток фор-ми-ру-ют-ся ткани, ткани об-ра-зу-ют ор-га-ны, ко-то-рые в свою оче-редь объ-еди-ня-ют-ся в си-сте-мы ор-га-нов (рис. 3).

Рис. 3. Объединение клеток в систему органов

Такая упо-ря-до-чен-ность стро-е-ния и функ-ций ор-га-низ-мов обес-пе-чи-ва-ет устой-чи-вость и нор-маль-ное про-те-ка-ние жизни.

3. Обмен ве-ществ - это со-во-куп-ность всех хи-ми-че-ских ре-ак-ций, всех пре-вра-ще-ний ве-ществ, по-сту-па-ю-щих в ор-га-низм из внеш-ней среды в про-цес-се пи-та-ния и ды-ха-ния. Бла-го-да-ря об-ме-ну ве-ществ со-хра-ня-ет-ся упо-ря-до-чен-ность про-цес-сов жиз-не-де-я-тель-но-сти и це-лост-ность са-мо-го ор-га-низ-ма, под-дер-жи-ва-ет-ся по-сто-ян-ство внут-рен-ней среды в клет-ке и в ор-га-низ-ме в целом. Т. е. обмен ве-ществ и энер-гии обес-пе-чи-ва-ет по-сто-ян-ную связь ор-га-низ-ма со сре-дой и под-дер-жа-ние его жизни (рис. 4).

Рис. 4. Связь организма со средой

4. Раз-мно-же-ние . Живое все-гда по-яв-ля-ет-ся от жи-во-го. По-это-му во-прос «Что было рань-ше: ку-ри-ца или яйцо?» для общей био-ло-гии нева-жен. В ко-неч-ном итоге ку-ри-ца все равно вос-про-из-во-дит ку-ри-цу, а че-ло-век вос-про-из-во-дит че-ло-ве-ка. По-это-му жизнь можно рас-смат-ри-вать как вос-про-из-ве-де-ние себе по-доб-ных су-ществ или са-мо-вос-про-из-ве-де-ние (рис. 5). И это очень важ-ное свой-ство жи-во-го, ко-то-рое обес-пе-чи-ва-ет непре-рыв-ность су-ще-ство-ва-ния жизни.

Рис. 5. Размножение

5. Если ударить ка-мень, он не от-ве-тит и никак не от-ре-а-ги-ру-ет. С со-ба-кой этот фокус не прой-дет: на агрес-сию хищ-ник от-ве-тит агрес-си-ей. По-то-му что живые су-ще-ства ак-тив-но ре-а-ги-ру-ют на дей-ствия фак-то-ров внеш-ней среды, про-яв-ляя, таким об-ра-зом, раз-дра-жи-мость . Имен-но раз-дра-жи-мость (рис. 6) поз-во-ля-ет ор-га-низ-мам ори-ен-ти-ро-вать-ся в окру-жа-ю-щей среде и, сле-до-ва-тель-но, вы-жи-вать в из-ме-ня-ю-щих-ся усло-ви-ях. Даже рас-те-ния, ко-то-рые, ка-за-лось бы, ли-ше-ны по-движ-но-сти, могут ре-а-ги-ро-вать на из-ме-не-ния. Мно-гие спо-соб-ны раз-во-ра-чи-вать ли-стья в сто-ро-ну солн-ца, чтобы по-лу-чить боль-ше света, а неко-то-рые, на-при-мер ми-мо-за стыд-ли-вая, сво-ра-чи-ва-ют ли-стья, если к ним при-кос-нуть-ся. Это тоже про-яв-ле-ния раз-дра-жи-мо-сти.

Рис. 6. Раздражимость

6. При-спо-соб-лен-ность. Если об-ра-тить вни-ма-ние на внеш-ний вид жи-ра-фа, можно уви-деть, что он иде-аль-но при-спо-соб-лен к су-ще-ство-ва-нию в усло-ви-ях аф-ри-кан-ской са-ван-ны. Длин-ная шея по-мо-га-ет до-бы-вать ему еду там, где ее никто не может до-стать, длин-ные ноги - быст-ро бе-гать и от-би-вать-ся от хищ-ни-ков (рис. 7).

Рис. 7. Приспособленность жирафа

Но в Арк-ти-ке жираф не вы-жи-вет, зато там себя пре-крас-но чув-ству-ют белые мед-ве-ди (рис. 8).

Рис. 8. Приспособленность белого медведя

7. При-спо-саб-ли-вать-ся ор-га-низ-мы могут мил-ли-о-ны лет, и это на-зы-ва-ет-ся эво-лю-ция . Эво-лю-ция - это еще одно важ-ней-шее свой-ство жи-во-го.

8. Живые ор-га-низ-мы с те-че-ни-ем вре-ме-ни из-ме-ня-ют-ся, чаще всего необ-ра-ти-мо. Эти из-ме-не-ния на-зы-ва-ют раз-ви-ти-ем .

Раз-ви-тие, как пра-ви-ло, со-про-вож-да-ет-ся ро-стом, уве-ли-че-ни-ем массы тела или его раз-ме-ра, свя-зан-но-го с по-яв-ле-ни-ем новых кле-ток.

Эво-лю-ция - это тоже раз-ви-тие, но не од-но-го от-дель-но-го ор-га-низ-ма, а всего жи-во-го мира в целом. Раз-ви-тие обыч-но идет от про-сто-го к слож-но-му и к боль-шей при-спо-соб-лен-но-сти ор-га-низ-ма к среде оби-та-ния. Так обес-пе-чи-ва-ет-ся то мно-го-об-ра-зие живых су-ществ, ко-то-рое мы можем на-блю-дать се-год-ня.

Мы рассмотрели различия жи-вой природы от нежи-вой, по-зна-ко-ми-лись с об-щи-ми свой-ства-ми живых ор-га-низ-мов. В сле-ду-ю-щий раз мы по-го-во-рим о мно-го-об-ра-зии живых су-ществ на нашей пла-не-те и об уров-нях ор-га-ни-за-ции жи-во-го.

Список литературы

Пасечник В.В. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл. - М.: Дрофа, 2011 - 304 с.
Бахчиева О.А., Ключникова Н.М., Пятунина С.К. и др. Природоведение 5. - М.: Учебная литература, 2012
Еськов К.Ю. и др. Природоведение 5 под ред. Вахрушева А.А. - М.: Баласс, 2013
Плешаков А.А., Сонин Н.И. Биология. Введение в биологию. 5 кл. - М.: Дрофа, 2013.

Интернет портал «Tepka.ru» ()
Интернет портал «Uchitelbiologii.ru» ()
Интернет портал «Tepka.ru» ()

Домашнее задание

Какие процессы присущи всем живым организмам?
Что такое обмен веществ и чему он способствует?
Какова связь между развитием и эволюцией?