сущность жизни и уровни организации живого
Тема 1. Сущность и субстрат жизни. Свойства живого. Уровни организации живой материи. Типы клеточной организации
1.Сущность и субстрат жизни.
3. Уровни организации живой материи.
4. Типы клеточной организации.
Сущность и субстрат жизни
Все живое происходит только из живого, а всякая организация, присущая живому, возникает только из другой подобной организации.
Сущность жизни заключается в ее самовоспроизведении, в основе которого лежит координация физических и химических явлений и которое обеспечивается передачей генетической информации от поколений к поколениям. Именно эта информация обеспечивает самовоспроизведение и саморегуляцию живых существ.
Жизнь — это качественно особая форма существования материи, связанная с воспроизведением. Явления жизни представляют собой форму движения материи, высшей по сравнению с физической и химической формами его существования.
Живое построено из тех же химических элементов, что и неживое (кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор, натрий, калий, кальций и другие элементы). В клетках они находятся в виде органических соединений. Однако организация и форма существования живого имеет специфические особенности, отличающие живое от предметов неживой природы.
Субстратом жизни являются нуклеопротеиды. Они входят в состав ядра и цитоплазмы клеток животных и растений. Из них построены хроматин (хромосомы) и рибосомы. Они обнаружены на протяжении всего органического мира — от вирусов до человека. Все живые системы содержат нуклеопротеиды. Нуклеопротеиды являются субстратом жизни лишь тогда, когда они находятся в клетке, функционируют и взаимодействуют там. Вне клеток (после выделения из клеток) они являются обычными химическими соединениями.
Следовательно, жизнь есть, главным образом, функция взаимодействия нуклеиновых кислот и белков, а живым является то, что содержит самовоспроизводящую молекулярную систему в виде механизма воспроизводства нуклеиновых кислот и белков.
Как живое, так и неживое построены из молекул, которые изначально являются неживыми. Тем не менее живое резко отличается от неживого. Причины этого глубокого различия определяются свойствами живого, а молекулы, содержащиеся в живых системах, называют биомолекулами.
Для живого характерен ряд свойств, которые в совокупности «делают» живое живым.
целостность и дискретность
рост и развитие, обмен веществ и энергии
наследственность и изменчивость
движение, внутренняя регуляция
специфичность взаимоотношений со средой.
повторяется в неисчислимых количествах генераций, причем генетическая информация о самовоспроизведении закодирована в молекулах ДНК.
Положение «все живое происходит только от живого» означает, что жизнь возникла лишь однажды и что с тех пор начало живому дает только живое
На молекулярном уровне самовоспроизведение происходит на основе матричного синтеза ДНК, которая программирует синтез белков, определяющих специфику организмов. На других уровнях оно характеризуется чрезвычайным разнообразием форм и механизмов, вплоть до образования специализированных половых клеток (мужских и женских). Важнейшее значение самовоспроизведения заключается в том, что оно поддерживает существование видов, определяет специфику биологической формы движения материи.
Упорядоченность структуры. Проявляется в образовании молекулярных и надмолекулярных структур.
Упорядоченность в пространстве сопровождается упорядоченностью во времени. В отличие от неживых объектов упорядоченность структуры живого происходит за счет внешней среды. При этом в среде уровень упорядоченности снижается.
Целостность (непрерывность) и дискретность (прерывность).
Жизнь целостна и в то же время дискретна как в плане структуры, так и функции.
— субстрат жизни целостен, т. к. представлен нуклеопротеидами, но в то же время дискретен, т. к. состоит из нуклеиновой кислоты и белка (соответственно).
— Репликация молекул ДНК является непрерывным процессом, однако она дискретна в пространстве и во времени, т. к. в ней принимают участие различные генетические структуры и ферменты.
— Организм представляет собой целостную систему, но состоит из дискретных единиц — клеток, тканей, органов, систем органов.
— Органический мир также целостен, поскольку существование одних организмов зависит от других, но в то же время он дискретен, состоя из отдельных организмов.
Рост организмов происходит путем прироста массы организма за счет увеличения размеров и числа клеток. Он сопровождается развитием, проявляющимся в дифференцировке клеток, усложнении структуры и функций. В процессе онтогенеза формируются признаки в результате взаимодействия генотипа и среды.
Филогенез сопровождается появлением разнообразия организмов, органической целесообразностью.
Обмен веществ и энергии.
Благодаря этому свойству обеспечивается постоянство внутренней среды организмов и связь организмов с окружающей средой, что является условием для поддержания жизни организмов.
Живые клетки получают энергию из внешней среды в форме энергии света. В дальнейшем химическая энергия преобразуется в клетках для выполнения многих работ.
Между ассимиляцией (анаболизмом) и диссимиляцией (катаболизмом) существует диалектическое единство, проявляющееся в их непрерывности и взаимности.
Потенциальная энергия поглощаемых клетками углеводов, жиров и белков превращается в кинетическую энергию и тепло по мере превращения этих соединений. Замечательной особенностью клеток является то, что они содержат ферменты.
В живых клетках энергия, полученная из внешней среды, накапливается в виде АТФ
Наследственность и изменчивость. Наследственность обеспечивает материальную преемственность между родителями и потомством, между поколениями организмов, что в свою очередь обеспечивает непрерывность и устойчивость жизни. Основу материальной преемственности в поколениях и непрерывности жизни составляет передача от родителей к потомству генов, в ДНК которых зашифрована генетическая информация о структуре и свойствах белков. Характерной особенностью генетической информации является ее чрезвычайная стабильность.
Изменчивость связана с появлением у организмов признаков, отличных от исходных, и определяется изменениями в генетических структурах. Наследственность и изменчивость создают материал для эволюции организмов.
Раздражимость. Реакция живого на внешние раздражения является проявлением отражения, характерного для живой материи.
Факторы, вызывающие реакцию организма или его органа, называют раздражителями (свет, температура, звук, электрический ток, механические воздействия, пищевые вещества, газы, яды и др.).
У организмов, лишенных нервной системы (простейшие и растения), раздражимость проявляется в виде тропизмов, таксисов и настий.
У организмов, имеющих нервную систему, раздражимость проявляется в виде рефлекторной деятельности. У животных восприятие внешнего мира осуществляется через первую сигнальную систему, тогда как у человека в процессе исторического развития сформировалась еще и вторая сигнальная система. Благодаря раздражимости организмы уравновешиваются со средой. Избирательно реагируя на факторы среды, организмы «уточняют» свои отношения со средой, в результате чего возникает единство среды и организма.
Движение. Способностью к движению обладают все живые существа. Многие одноклеточные организмы двигаются с помощью особых органоидов. К движению способны и клетки многоклеточных организмов (лейкоциты, блуждающие соединительнотканные клетки и др.), а также некоторые клеточные органеллы. Совершенство двигательной реакции достигается в мышечном движении многоклеточных животных организмов, которое заключается в сокращении мышц.
Внутренняя регуляция. Процессы, протекающие в клетках, подвержены регуляции. На молекулярном уровне регуляторные механизмы существуют в виде обратных химических реакций, основу которых составляют реакции с участием ферментов, обеспечивающие замкнутость процессов регуляции по схеме синтез — распад — ресинтез. Синтез белков, включая ферменты, регулируется с помощью механизмов репрессии, индукции и позитивного контроля. Напротив, регуляция активности самих ферментов происходит по принципу обратной связи, заключающейся в ингибировании конечным продуктом. Известно также регулирование путем химической модификации ферментов. В регуляции активности клеток принимают участие гормоны, обеспечивающие химическую регуляцию.
Любое повреждение молекул ДНК, вызванное физическими или химическими факторами воздействия, может быть восстановлено с помощью одного или нескольких ферментативных механизмов, что представляет собой саморегуляцию. Она обеспечивается за счет действия контролирующих генов и в свою очередь обеспечивает стабильность генетического материала и закодированной в нем генетической информации.
Специфичность взаимоотношений со средой. Организмы живут в условиях определенной среды, которая для них служит источником свободной энергии и строительного материала.
В рамках термодинамических понятий каждая живая система (организм) представляет собой «открытую» систему, позволяющую взаимно обмениваться энергией и веществом в среде, в которой существуют другие организмы и действуют абиотические факторы. Следовательно, организмы взаимодействуют не только между собой, но и со средой, из которой они получают все необходимое для жизни. Организмы либо отыскивают среду, либо адаптируются (приспосабливаются) к ней.
Формами адаптивных реакций являются физиологический гомеостаз (способность организмов противостоять факторам среды) и гомеостаз развития (способность организмов изменять отдельные реакции при сохранении всех других свойств). Адаптивные реакции определяются нормой реакции, которая генетически детерминирована и имеет свои границы.
Между организмами и средой, между живой и неживой природой существует единство, заключающееся в том, что организмы зависят от среды, а среда изменяется в результате жизнедеятельности организмов. Результатом жизнедеятельности организмов является возникновение атмосферы со свободным кислородом и почвенного покрова Земли, образование каменного угля, торфа, нефти и т. д.
Свойства, перечисленные выше, присущи только живому. Некоторые из этих свойств обнаруживаются и при исследовании тел неживой природы, однако у последних они характеризуются совершенно другими особенностями.
кристаллы в насыщенном растворе соли могут «расти». Однако этот рост не имеет тех качественных и количественных характеристик, которые присущи росту живого.
Между свойствами, характеризующими живое, существует диалектическое единство, проявляющееся во времени и пространстве на протяжении всего органического мира, на всех уровнях организации.
Уровни организации живой материи
В настоящее время выделяют несколько уровней организации живой материи.
Любая живая система проявляется на уровне функционирования биополимеров, построенных из мономеров. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.
Существует три типа биологических полимеров:
полисахариды (мономеры – моносахариды)
белки (мономеры – аминокислоты)
нуклеиновые кислоты (мономеры – нуклеотиды)
Не менее важными для организма органическими соединениями являются также липиды.
Клетка является структурной и функциональной единицей живых организмов, она представляет собой саморегулирующуюся, самовоспроизводящуюся живую систему. Свободноживущих неклеточных форм жизни на Земле не существует.
Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток и межклеточного вещества, объединенных выполнением общей функции.
Органы — это структурно-функциональные объединения нескольких типов тканей. Например, кожа человека как орган включает эпителий и соединительную ткань, которые вместе выполняют целый ряд функций, среди которых наиболее значительная — защитная, т.е. функция отграничения внутренней среды организма от окружающей среды.
Многоклеточный организм представляет собой целостную систему органов, специализированных для выполнения различных функций.
Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, эволюционные преобразования.
Биогеоценоз — совокупность организмов разных видов и факторов среды их обитания, объединенных обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.
Биосфера — система высшего порядка, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.
Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которой присуща вся совокупность свойств жизни и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе, а также передавать их в ряду поколений.
Клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм — одноклеточных, многоклеточных и даже неклеточных.
В природе ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы.
Благодаря заложенным в ней механизмам клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости, обусловливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия.
Биология
Лучшие условия по продуктам от Тинькофф по этой ссылке
Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера
. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке
Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке
План урока:
Сущность жизни и свойства живого
Многие столетия ученые пытались постичь сущность жизни и дать ей определение. Однако, многие понятия просто сводились к перечислению основных свойств живых организмов. Наиболее полное определение сущности жизни дал Фридрих Энгельс в 19 веке.
При внимательном изучении данного определения можно выявить два основных признака жизни:
Однако в настоящее время было сделано много открытий в биологии, поэтомупонимание сущности жизни значительно расширилось. Рассмотрим определение, которое появилось в современной науке.
В данном определении прослеживаются отличия от понимания сущности жизни в 19 веке. Фридрих Энгельс утверждал, что все тела имеют белковое происхождение. В современной науке известно, что молекулы какого-либо одного соединения не могут быть носителями жизни, а в состав живых существ входит целый комплекс органических и неорганических соединений. Данные вещества определяют химический состав организмов. Познакомимся с ним на рисунке.
Нужно обратить внимание, что всякое существо является сложной системой, обладающее определенными свойствами, отличающими их от неживой материи. Познакомимся с ними подробнее.
Все реакции обмена веществ тесно переплетаются между собой, а также представляют две стороны единого процесса. Со временем в живом организме этот непрерывный обмен веществ и энергии угасает. С прекращением этого процесса не происходит питания и выделения, соответственно заканчивается и существование самого организма – он умирает.
Таким образом, реакции обмена веществ способствуют поддержанию постоянства химического состава организма и обеспечивают протекание всех процессов жизнедеятельности.
Рассмотрим механизм саморегуляции на примере колебания уровня глюкозы в крови человека.
Таким образом, многочисленные биохимические реакции осуществляются по принципу авторегуляции: недостаток поступления каких-либо питательных веществ мобилизует внутренние ресурсы организма, а избыток вызывает запасание этих веществ. Благодаря саморегуляции в живых организмах все химические компоненты поддерживаются на постоянном уровне.
Любой вид на Земле состоит из особей, которые рано или поздно перестают существовать. Самовоспроизведение живых организмов поддерживает длительное существование вида, а также всей биосферы в целом. Оно приводит к увеличению численности особей вида и способствует его расселению. Причем если животные способны расселяться самостоятельно, то растения не могут, так как для них не свойственно движение. Соответственно, размножение способствует царству растения расселиться на значительные территории и не исчезнуть с лица Земли.
Наследственность считается главным механизмом передачи информации о признаках, свойствах и функциях живых существ из поколения в поколение.
Носителем наследственной информации является ДНК, которая перед делением клетки удваивается. В результате дочерние клетки получают точную копию материнской ДНК, а вместе с ней ту же наследственную информацию, которая находится в генетическом коде.
Однако сходство родителей и потомков никогда не бывает полным. Так проявляется еще одно свойство живых организмов – изменчивость. Она противоположна наследственности и связана с появлением признаков, отличающих дочерний организм от материнского. К примеру, у одного вида божьих коровок может быть различная окраска, которая является следствием изменчивости живых организмов.
Мы уже рассмотрели механизм передачи наследственности. Так откуда же появляются новые, несвойственные организму признаки. Удвоенная молекула ДНК не всегда похожа наматеринскую. Поэтому небольшие сбои при копировании дают новую наследственную информацию, следствием этого является появление других свойств, часто полезных в изменяющихся условиях.
Благодаря наследственности и изменчивости все живое на планете шло по пути эволюции, приобретая полезные признаки и адаптируясь к внешней среде.
При развитии организма происходит увеличение его количественных показателей – роста. Причем рост живых организмов это неотъемлемый признак онтогенеза, который хорошо прослеживается на рисунке.
Помимо онтогенеза все живое на Земле проходит процесс исторического развития – филогенез. Результатом данного процесса является многообразие существ на планете.
Благодаря такому свойству как раздражимость достигается уравновешивание живых существ с внешней средой, то есть они избирательно откликаются на внешнее влияние и активно приспосабливаются к окружающим условиям.
Уровни организации живой материи
Вся живая материя нашей планеты представлена отдельными особями, состоящими из определенных частей различных уровней – молекул, клеток, тканей, органов. Каждый организм считается частью всевозможных биологических систем – популяций, биоценозов, биосферы в целом.
На каждом уровне организации живой материи проявляются свои качественные особенности жизни. Остановимся подробнее на каждом уровне.
Молекулы участвуют в росте и развитии организма, хранении и передачи наследственной информации, в обмене веществ и преобразовании энергии. Это является важной характеристикой молекулярного уровня организации живой материи.
Наиболее примитивные существа находятся только на клеточном уровне живой материи. Одна клетка в данном случае представляет собой организм, функционирующий как единое целое.
Очень интересно, что в истории нашей планеты был такой период, когда вся живая материя находилась на клеточном уровне организации. Такие существа являлись составными частями популяций, биоценозов, а также биосферы.
Элементарной единицей организменного уровня живой материи считается особь как отдельный организм с индивидуальными особенностями. Вне особей в природе жизнь не существует.
Во-вторых, организм на определенном этапе умирает, его продолжительность жизни заложена генетически. Популяция может развиваться довольно долго при подходящих условиях.
Помимо этого можно выделить ряд свойств характерных для популяционно-видового уровня живой материи. Познакомимся с ними на рисунке.
Популяция постоянно изменяется во времени, то есть участвует в эволюционном процессе. Данная единица является составной частью биогеоценозов.
Во всякой экосистеме постоянно происходит круговорот веществ, а также энергии, обусловленный жизнедеятельностью организмов. Все экосистемы планеты составляют биосферу.
Все процессы глобального масштаба протекают на биосферном уровне живой материи. Для предотвращения экологического кризиса важно знать механизм этих процессов и влияние деятельности человека на них.
Целостное представление о жизни можно получить только при комплексном изучении явлений, протекающих на всех уровнях.
Презентация по теме «Сущность жизни и свойство живого. уровни организации живой материи»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
Сущность жизни
и свойства живого.
Уровни организации
живой материи.
Описание слайда:
Работа по карточкам
В чем заключаются основная цель и задача науки?
2. Почему можно утверждать, что развитие биологии определялось разработкой и применением новых научных методов исследования?
3. Какое значение имели описательный и сравнительный методы для развития биологии?
4. В чем сущность исторического метода?
5. Почему экспериментальный метод получил наибольшее распространение в XX веке?
6.Какие направления в развитии биологии вы можете выделить, кратко охарактеризуйте их?
Описание слайда:
Дополните предложения
1. Является основателем генетики…
2. Основоположник медицины …..
3. Создатель эволюционной теории….
4. Основоположник ботаники….
5. Сформулировал закон зародышевого сходства….
1. Авторы клеточной теории…..
2. Основоположник классификации…..
3. Основоположник зоологии…..
4. Создатель первого анатомического альбома…..
5. Создатель первой теории эволюции…
Описание слайда:
Расположите основные этапы научного исследования в правильном порядке.
Построение теории.
Постановка проблемы.
Гипотеза.
Подтверждение – опровержение.
Получение фактов.
Конструирование гипотез.
Теория.
Проверка гипотез.
Описание слайда:
Ответ 5, 2, 6, 3, 8, 4, 1, 7.
Почему очень сложно дать определение понятия «жизнь»?
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Единство химического состава.
Сложные органические вещества:
Белки
Жиры
Углеводы
Нуклеиновые кислоты
Описание слайда:
2. Единство структурной организации.
Описание слайда:
2. Дыхание
1. Выделение
Гомеостаз
4. Обмен веществ и энергии.
Описание слайда:
4. Обмен веществ и энергии.
Метаболизм
Анаболизм
Ассимиляция
Пластический обмен
Катаболизм
Диссимиляция
Энергетический обмен
Описание слайда:
5. Саморегуляция.
Гомеоста́з (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὁμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — стояние, неподвижность) — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.
Описание слайда:
6. Самовоспроизведение (репродукция).
Какие формы размножения встречаются в природе, чем они отличаются?
Описание слайда:
7. Развитие и рост.
Филогенез –
эволюция,
онтогенез.
В чем отличие роста от развития?
Описание слайда:
Рефлекс осуществляется посредством нервной системы.
Описание слайда:
Фототаксис – движение к свету
Хемотаксис – перемещение по отношению к концентрации химических веществ
Описание слайда:
9. Наследственность и изменчивость.
Насле́дственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству.
Изменчивость — разнообразие признаков среди представителей данного вида, также свойство потомков отличаться от родительских форм.
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Хищник
Жертва
Острые когти, клюв
Острые зубы
Быстрый бег, подкарауливание
Яды, шипы
Угрожающая поза, окраска
Покровительственная окраска
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Распределите указанные понятия по
соответствующим уровням организации жизни:
А. Тайга,
Б. нуклеиновые кислоты,
В. нейрон,
Г. одуванчик,
Д. заяц беляк,
Е. вода,
Ж. мухомор,
З. все живые организмы Земли,
И. яйцеклетка,
К. ромашка лекарственная,
Л. пустыня,
М. витамины
Описание слайда:
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Курс профессиональной переподготовки
Биология: теория и методика преподавания в образовательной организации
Онлайн-конференция для учителей, репетиторов и родителей
Формирование математических способностей у детей с разными образовательными потребностями с помощью ментальной арифметики и других современных методик
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Общая информация
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Похожие материалы
Метод. материал по теме «Вирусы и бактерии»
Метод. материал по теме «Лишайники»
Рабочая программа по биологии для специальности»Поварское и кондитерское дело»
Презентация по биологии на тему: » Отличие растительной клетки от животной»
Презентация по биологии на тему :»Растительная клетка и ее строение» 7 кл
Рабочая программа по биологии 6класс
Основные этапы развития жизни на Земле. Эволюция биосферы
Гипотезы о происхождении жизни. Современные представления о происхождении жизни
Не нашли то что искали?
Воспользуйтесь поиском по нашей базе из
5219704 материала.
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Минобрнауки подготовит методику изучения склонности учащихся к агрессии
Время чтения: 2 минуты
В России объявлены нерабочие дни с 30 октября по 7 ноября
Время чтения: 2 минуты
Названы лучшие по качеству проведения ЕГЭ регионы России
Время чтения: 1 минута
Голикова предложила объявить выходные с 30 октября по 7 ноября
Время чтения: 1 минута
Решение по формату сдачи ЕГЭ в 2022 году будет принято в ближайшее время
Время чтения: 1 минута
В школе в Пермском крае произошла стрельба
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.