- Система. Основные свойства живых систем
- Определение понятия «жизнь»
- Уровни организации биосистем
- знать современное определение понятия «жизнь», свойства, характеристику и уровни биосистем
- уметь выделять свойства живого в каждом уровне организации биосистем, выявлять отличия между биосистемами разного уровня организации
- Как вы думаете, какое определение можно дать понятию «система» с точки зрения математики, статистики, филологии, физики, химии, биологии? Попробуйте сравнить эти определения.
Система. Основные свойства живых систем
Система — это совокупность компонентов, находящихся во взаимодействии и образующих единое целое.
Живая система характеризуется сложным строением и имеет несколько уровней организации. Её свойства проявляются на каждом уровне, что обеспечивает взаимосвязь нижележащих и вышележащих уровней (таблица 1).
Таблица 1. Свойства и характеристика живых систем
|
Свойства живых систем
|
Характеристика живых систем
|
|
Клеточная организация
|
Живая система состоит из отдельных, тесно связанных составляющих (атомов, молекул, органоидов, клеток, тканей).
|
|
Обмен веществ (питание, дыхание, выделение)
|
Живые системы постоянно восстанавливают и обновляют свои структуры: молекулы, органоиды, мембраны клеток, ткани. Для этого необходим постоянный обмен веществ и энергии с окружающей средой. Из окружающей среды система получает необходимые вещества, а выделяет в неё продукты обмена и тепловую энергию.
|
|
Саморегуляция
|
Способность живых организмов поддерживать относительное постоянство внутренней среды (гомеостаз). Это проявляется в поддержании количества неорганических и органических веществ, количества клеток в составе органа, а также температуры и давления.
|
|
Самовоспроизведение
|
В основе лежит удвоение молекул ДНК. В процессе самовоспроизведения передаётся наследственная информация. Этой способностью обладают клетки, органоиды, организмы, популяции, виды.
|
|
Наследственность
|
Способность организмов передавать свои свойства и особенности следующему поколению. Благодаря наследственности организмы одного вида имеют одинаковые признаки.
|
|
Изменчивость
|
Способность организмов приобретать новые признаки. Благодаря изменчивости организмы одного вида отличаются друг от друга.
|
|
Раздражимость
|
Свойство организмов отвечать на сигналы из внешней среды и вырабатывать ответную реакцию на них. Формы раздражимости: - рефлекс — есть НС, - таксис — нет НС, - тропизм — рост растений в направлении, - настии — движение частей растений.
|
|
Движение
|
Способность живых организмов перемещаться с помощью жгутиков, ресничек, мышечного сокращения.
|
|
Развитие: а) онтогенез (индивидуальное развитие организма);
б) филогенез (историческое развитие).
|
Любой организм имеет наследственную программу, которую несёт молекула ДНК. Эта программа реализуется в ходе онтогенеза под действием условий внешней среды.
Историческое развитие мира живых организмов как в целом, так и отдельных таксономических групп.
|
|
Ритмичность
|
Все процессы в природе повторяются через равные промежутки времени (часы, сутки, месяцы, годы, сезоны).
|
Определение понятия «жизнь»
Одна из задач общей биологии — выяснение сущности жизни. Однако определить что такое жизнь и чем живое отличается от неживого порой бывает очень сложно. В 1878 г. философ Фридрих Энгельс дал одно из определений жизни: «Жизнь есть способ существования белковых тел, важнейшим моментом которого является постоянное самообновление химических составных частей этих тел». К середине XX в. накопилось много новых научных фактов, которые позволили советскому учёному, член-корреспонденту РАН Михаилу Владимировичу Волькенштейну уточнить определение жизни: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот». Другое современное определение гласит: «Жизнь — это активное, идущее с затратами внешней энергии поддержание и воспроизведение специфических структур, построенных из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот». Сами по себе белки и нуклеиновые кислоты не являются живыми. Для живой системы характерен целый ряд обязательных свойств.
Уровни организации живых систем
В живой системе выделяют несколько уровней организации: молекулярно-генетический, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Каждый уровень — это ступень развития живой системы, которая характеризуется элементарными структурами и явлениями (таблица 2).
Таблица 2. Характеристика уровней организации живых систем
|
Название уровня
|
Элементарные структуры и явления
|
|
Молекулярно-генетический
|
Представлен биологическими макромолекулами: белками, нуклеиновыми кислотами, полисахаридами и липидами. Одна из важнейших структур — молекула ДНК, содержащая наследственную информацию. На этом уровне хранится и воспроизводится наследственная информация, идут все химические реакции, выделяется энергия.
|
|
Клеточный
|
Представлен клетками. Клетка является единицей строения и функции всего живого на Земле, всех одноклеточных и многоклеточных организмов. На клеточном уровне наследственная информация проявляется в виде признака.
|
|
Организменный (онтогенетический) и подчиненные ему уровни: а) тканевый; б) органный; в) систем органов.
|
Уровень отдельных организмов. Характерен для одноклеточных и многоклеточных организмов. Клетки многоклеточных организмов объединены в ткани, ткани — в органы, органы — в организм. Формируется внешний облик (фенотип) организма.
|
|
Популяционно-видовой
|
Организмы одного вида объединены в популяции. Популяция — это совокупность организмов одного и того же вида, объединённых общим местом обитания и единым генофондом.
|
|
Биогеоценотический
|
Представлен биогеоценозами. Биогеоценоз — это сообщество видов растений, животных и микроорганизмов, взаимодействующих между собой и со средой обитания.
|
|
Биосферный
|
Биосфера — это планетарный уровень живого. Объединяет все биогеоценозы. На этом уровне происходит перераспределение тепла, энергии и вещества.
|
Контрольные вопросы
1. Какие выделяют основные уровни организации биосистем?
2. Докажите, что переход с более низкого уровня организации на более высокий сопровождается приобретением биосистемами новых свойств.
3. Сравните, какими свойствами обладают биосистемы разного уровня организации.
4. Сравните разные определения понятия «жизнь», попробуйте сформулировать своё определение.
5. Приведите примеры наблюдений, которые можно провести в биосистемах на каждом уровне организации.
