Что такое общие свойства живого
7 основных свойств живых организмов и уровни организации живой материи
Говоря о живых организмах, затрагивают их свойства.
Основные свойства живых организмов
Современные представления трактуют жизнь как процесс существования сложных биологических систем, в составе которых — большие биологические молекулы: у них есть способность самовоспроизводиться и поддерживать собственное существование, обмениваясь веществами и энергией с окружающей средой.
Живые организмы обладают определенными признаками, которых нет практически у всех неживых существ. Но важно отметить, что любой из этих признаков характерен не только для живых существ.
7 свойств живых организмов
Выделяют следующие свойства живого в биологии:
Реакции на внешние раздражения — универсальное свойство живого организма.
Адаптации — специфика строения, функций и поведения конкретного организма, отвечающие способу его жизни.
Уровни организации живой материи
Живая материя обладает семью структурно-функциональными уровнями:
Общая биология — наука, которая занимается изучением законов, присущих любому из уровней организации жизни.
Молекулярный уровень — уровень, на котором осуществляются исследования роли биологически важных молекул, таких как белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды и другие в росте и развитии организмов, сохранении и передаче наследственной информации, обмене веществ и превращении энергии в живых клетках, а также прочих явлениях.
Клеточный уровень отводится под изучение структурной организации клеток. Учение о клетке — цитология — включает некоторые другие дисциплины: цитоморфологию, цитогенетику, патофизиологию, позволяет устанавливать физиологические, биохимические и структурно-функциональные связи между клетками в различных тканях и органах.
Тканевый и органный уровень изучают как устроены и функционируют тканей и органов животных и людей. Также они занимаются вопросами механизма действия, происхождения, эволюции и индивидуального развития.
Организменный уровень занимается процессами и явлениями, которые происходят в организме особи (одного индивида), а также механизмы слаженности функционирования органов и жизнедеятельность организмов. Также на этом уровне изучают приспособительные изменения и поведение организмов в разнообразных условиях окружающей среды.
Популяционно-видовой уровень связан с длительностью жизни живого организма, которая определяется на генетическом уровне. Организмы, использовав все свои возможности развития, умирают. Популяция, в свою очередь, может существовать намного дольше при определенных условиях окружающей среды.
Динамика и составе популяции — совокупность особей одного вида, отличающихся одинаковым генофондом и населяющих определенную территорию, на которой поддерживаются более-менее постоянные условия проживания.
Динамику и состав популяции изучают такие науки как генетика, фенология, морфология, экология и другие дисциплины, входящие в биологию.
Биосферно-биогеоцентотический — самый высокий уровень. Здесь изучается, как организмы взаимодействуют со средой, как живое вещество мигрирует, какие существуют пути и закономерности круговорота веществ и энергии, а также многие другие процессы, связанные с биогеоценозом (экосистемой).
Что такое общие свойства живого
– целостная система компонентов, выполняющих определенную функцию в живых системах. К биологическим системам относятся сложные системы разного уровня организации: биологические макромолекулы, субклеточные органеллы, клетки, органы, организмы, популяции.
Признаки биологических систем
– критерии, отличающие биологические системы от объектов неживой природы:
1. Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково. В неживой природе самыми распространенными элементами являются кремний, железо, магний, алюминий, кислород. В живых же организмах 98% элементарного (атомного) состава приходится на долю всего четырех элементов: углерода, кислорода, азота и водорода.
2. Обмен веществ. К обмену веществ с окружающей средой способны все живые организмы. Они поглощают из среды элементы питания и выделяют продукты жизнедеятельности. В неживой природе также существует обмен веществами, однако при небиологическом круговороте они просто переносятся с одного места на другое или меняют свое агрегатное состояние: например, смыв почвы, превращение воды в пар или лед и др. У живых же организмов обмен веществ имеет качественно иной уровень. В круговороте органических веществ самыми существенными являются процессы синтеза и распада (ассимиляция и диссимиляция – см. дальше), в результате которых сложные вещества распадаются на более простые и выделяется энергия, необходимая для реакций синтеза новых сложных веществ.
Обмен веществ обеспечивает относительное постоянство химического состава всех частей организма и как следствие – постоянство их функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.
3. Самовоспроизведение (репродукция, размножение) – свойство организмов воспроизводить себе подобных. Процесс самовоспроизведения осуществляется практически на всех уровнях жизни. Существование каждой отдельно взятой биологической системы ограничено во времени, поэтому поддержание жизни связано с самовоспроизведением. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, обусловленное информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте – ДНК, которая находится в родительских клетках.
4. Наследственность – способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Наследственность обеспечивается стабильностью ДНК и воспроизведением ее химического строения с высокой точностью. Материальными структурами наследственности, передаваемыми от родителей потомкам, являются хромосомы и гены.
5. Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства; в ее основе лежат изменения материальных структур наследственности. Это свойство как бы противоположно наследственности, но вместе с тем тесно связано с ней. Изменчивость поставляет разнообразный материал для отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования, что, в свою очередь, приводит к появлению новых форм жизни, новых видов организмов.
6. Рост и развитие. Способность к развитию – всеобщее свойство материи. Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта, изменяется его состав или структура. Развитие живой формы материи представлено индивидуальным развитием (онтогенезом) и историческим развитием (филогенезом). Филогенез всего органического мира называют эволюцией.
На протяжении онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов. В основе этого лежит поэтапная реализация наследственных программ. Индивидуальное развитие часто сопровождается ростом – увеличением линейных размеров и массы всей особи и ее отдельных органов за счет увеличения размеров и количества клеток.
Историческое развитие сопровождается образование новых видов и прогрессивным усложнением жизни. В результате эволюции возникло все многообразие живых организмов на Земле.
7. Раздражимость – это специфические избирательные ответные реакции организмов на изменения окружающей среды. Всякое изменение окружающих организм условий представляет собой по отношению к нему раздражение, а его ответная реакция является проявлением раздражимости. Отвечая на воздействия факторов среды, организмы взаимодействуют с ней и приспосабливаются к ней, что помогает им выжить.
Реакции многоклеточных животных на раздражители, осуществляемые и контролируемые центральной нервной системой, называются рефлексами. Организмы, не имеющие нервной системы, лишены рефлексов, и их реакции выражаются в изменении характера движения (таксисы) или роста (тропизмы).
8. Дискретность (от лат. discretus – разделенный). Любая биологическая система состоит из отдельных изолированных, то есть обособленных или отграниченных в пространстве, но тем не менее, тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство. Так, любая особь состоит из отдельных клеток с их особыми свойствами, а в клетках также дискретно представлены органоиды и другие внутриклеточные образования.
Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность постоянного самообновления системы путем замены износившихся структурных элементов без прекращения функционирования всей системы в целом.
9. Саморегуляция (авторегуляция) – способность живых организмов поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность физиологических процессов (гомеостаз). Саморегуляция осуществляется благодаря деятельности нервной, эндокринной и некоторых других регуляторных систем. Сигналом для включения той или иной регуляторной системы может быть изменение концентрации какого-либо вещества или состояния какой-либо системы.
10. Ритмичность – свойство, присущее как живой, так и неживой природе. Оно обусловлено различными космическими и планетарными причинами: вращением Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси, фазами Луны и т.д.
Ритмичность проявляется в периодических изменениях интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов через определенные равные промежутки времени. Хорошо известны суточные ритмы сна и бодрствования у человека, сезонные ритмы активности и спячки у некоторых млекопитающих и многие другие. Ритмичность направлена на согласование функций организма с периодически меняющимися условиями жизни.
Определение жизни. Основные свойства живой материи
Вопрос 2. Перечислите основные свойства живой материи.
Выделяют следующие основные свойства живой материи:
• единство элементного химического состава;
• единство биохимического состава;
• единство структурной организации;
• дискретность и целостность;
• обмен веществ и энергии;
• способность к саморегуляции;
• открытость;
• размножение;
• наследственность и изменчивость;
• рост и развитие;
• раздражимость и движение;
• ритмичность.
Вопрос 3. Объясните, в чем, по вашему мнению, заключаются принципиальные различия обмена веществами в неживой природе и у живых организмов.
В отличие от неживой природы, живые организмы способны накапливать необходимые вещества, а также энергию в форме особых химических соединений (АТФ). Кроме того, живые организмы способны трансформировать химические вещества и превращать простые соединения в более сложные при помощи ферментов (часто с затратой энергии). Так, например, из мономера глюкозы синтезируются полимеры крахмал, гликоген, целлюлоза. Живые организмы обладают способностью копировать наследственный материал. Такое копирование тоже является примером преобразования простых веществ (отдельных нуклеотидов) в более сложные (нуклеиновые кислоты). Специальный комплекс ферментов способен создать новую полинуклеотидную цепь по образцу материнской. Живой организм в отличие от неживой природы представляет собой энергетически открытую систему, т. е. активно организует поступление энергии за счёт обмена веществ с окружающей средой. Главное отличие обмена веществ в живой природе – возможность осуществлять реакции синтеза
высокомолекулярных соединений (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот) и их распада. первым увидел живые клетки в усовершенствованный микроскоп с увеличением в 150—300 раз.
Вопрос 4. Каким образом связаны наследственность, изменчивость и репродукция в обеспечении жизни на Земле?
Способность живых организмов к репродукции (размножению) обеспечивает непрерывность жизни на Земле и преемственность поколений. Воспроизведение базируется на реакциях матричного синтеза, идущих на основе молекул ДНК. Постоянство строения ДНК обеспечивает наследственность — способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Изменчивость — это свойство, противоположное наследственности. Она определяется как способность организмов существовать в различных формах, меняя свои признаки. Изменчивость создает разнообразный материал для естественного отбора, который приводит к возникновению новых проявлений жизни и новых биологических видов.
Вопрос 5. Дайте определение понятия «развитие». Какие формы развития вы знаете?
Развитие — это изменение строения и физиологии организма с течением времени. Принято выделять две основные формы развития — онтогенез и филогенез.
Онтогенез (индивидуальное развитие) — это развитие живого организма от зарождения до момента смерти. Обычно онтогенез сопровождается ростом.
Филогенез (историческое развитие) — необратимо направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и, как правило, прогрессивным усложнением жизни.
Сущность жизни и свойства живого
Урок 4. Общая биология 10 класс (ФГОС)
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Сущность жизни и свойства живого»
Вы много раз слышали о том, что биология – это наука о жизни. Простое и понятное определение. Казалось бы, не вызывающее ни у кого лишних вопросов. Но только в том случае, если мы знаем ответ на вопрос «Что такое жизнь?».
Вы пробовали на него отвечать?
Существует множество (более ста) определений понятия «жизнь». Не будем здесь перечислять их все, но остановимся более или менее подробно примерно на десяти. Можете начинать считать.
Вначале выделим ключевые слова, которые чаще всего встречаются в определениях жизни. Это будут: «система», «вещество», «информация», «движение», «обмен», «воспроизведение» и «самовоспроизведение», «эволюция» и другие.
Попробуем добавить к этим определениям ещё несколько биологических понятий и перемешать. Получаем:
· жизнь – это особая форма движения материи;
· жизнь – это обмен веществ и энергии в организме;
· жизнь – это самовоспроизведение организмов, которое обеспечивается передачей генетической информации от поколения к поколению.
А согласно официальному определению NASA, выработанному в 1994 году и применяющемуся в задачах поиска жизни во Вселенной, жизнь — это самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции.
Минимальным же определением, которое не противоречит всем остальными, будет следующее: жизнь – это самовоспроизведение с изменениями. В англоязычном оригинале это звучит как «life is self-reproduction with variations». С этим также трудно не согласиться.
Теперь обратимся к истории вопроса.
Ещё во второй половине XIX века Фридрих Энгельс сформулировал одно из самых известных определений жизни: «Жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белков».
Но ни нуклеиновые кислоты, ни белки в отдельности не являются «живыми». Вы понимаете, о чём речь. Они «становятся живыми» лишь тогда, когда являются составными частями клетки. И функционируют в клетках. Вне клеток – это «мёртвые» химические соединения.
Все приведённые выше определения, как показали последние исследования, не раскрывают всей сущности жизни. Да и на сегодняшний день не существует ни одного признака живого, присущего только живому.
Но если рассмотреть совокупность признаков, то мы смело можем выделить те, которыми обладают все живые организмы. Рассмотрим их по порядку. Кстати, количество пунктов может быть разным, в зависимости от точки зрения определённого автора. Мы остановим свой выбор на девяти.
Первый пункт раскрывает состав жизни.
1. Живые организмы имеют сходный химический состав.
На планете Земля человеку известно около 126 химических элементов. Других нет. Логично предположить, что всё на земле и состоит из 126 химических элементов. Живое и неживое. Но здесь есть один существенный нюанс. Соотношение химических элементов в объектах живой и неживой природы различается кардинальным образом. Если, например, земная кора наполовину представлена кислородом, на четверть кремнием, а далее идут алюминий, железо, кальций и другие элементы, то абсолютно все живые организмы на 98% состоят из четырёх элементов – углерода, кислорода, водорода и азота. Как видим, если говорить о схожести, то общим и необходимым элементом будет являться только кислород.
Почему именно эти четыре элемента? Дело в том, что из этих химических элементов состоят органические вещества, в свою очередь, составляющие тела живых организмов. Вам известны эти вещества. Это белки, жиры (липиды), углеводы, нуклеиновые кислоты.
Следующее свойство раскрывает строение жизни.
2. Единый принцип строения.
Каким бы огромным ни было разнообразие живых организмов на нашей планете – все они состоят из клеток. Очень разных клеток, правда. Но всё-таки клеток. Считается, что вне клетки нет жизни. Научные споры периодически возникают только по вирусам, не имеющим клеточного строения. Но и они становятся «живыми» только после проникновения в клетку.
Третий пункт говорит о том, что живое тесно и неразрывно связано с неживым.
3. Живые организмы – открытые системы, для которых характерен обмен веществ.
С одной стороны, они закрыты. Посмотрите на клетку. Она покрыта цитоплазматической мембраной, которая не прерывается. То есть никаких дырок там нет. Она закрыта. Но с другой стороны она обладает свойством пропускать нужные клетке вещества и выводить ненужные. И организм может существовать только в случае непрерывного поступления энергии и питательных веществ.
Фотосинтезирующие организмы используют энергию света, а гетеротрофные – энергию распада сложных органических веществ.
Следующее свойство характеризует жизнь, как нечто, способное к ответной реакции.
4. Живые организмы реагируют на изменение факторов окружающей среды.
Способность избирательно реагировать на внешние воздействия – обязательное условие существования живых организмов. Растения сбрасывают листья для предотвращения чрезмерной потери влаги. Животные либо спасаются от хищников, либо, наоборот, настигают жертву. Эвглена зелёная, определяя при помощи светочувствительного глазка степень освещённости, перемещается в место с большим количеством света. Такие примеры можно приводить практически бесконечно. Попробуйте сами.
Пятый пункт отмечает обязательные количественные и качественные изменения жизни.
5. Живые организмы развиваются и растут.
Это свойство также не является уникальным для живой природы. Например, из уроков географии вы знаете об изменениях рельефа. Горы сменяются плоскогорьем, а плоскогорье – равниной. На уроках физики и химии вы знакомились с ростом кристаллов.
Но рост и развитие живых организмов связаны с реализацией наследственной программы, то есть запрограммированы изначально и обычно сопровождаются увеличением их массы и количества клеток.
Запомните. Развитие – это качественные изменения, а рост – количественные.
Также нужно отметить, что развиваются не только отдельные живые организмы, но и живая природа в целом. В результате исторического развития или эволюции, появилось всё многообразие живых организмов на нашей планете.
В следующем пункте речь идёт о воспроизведении себе подобных.
6. Живые организмы размножаются.
Наверное, одно из ключевых отличий живой и неживой природы. Самые совершенные роботы пока не могут производить себе подобных. А вот все новые живые организмы, начиная от мельчайшей бактерии до человека, возникают в результате размножения. Бесполого или полового.
7. Живые организмы обладают наследственностью и изменчивостью.
Все потомки либо являются практически копиями своих родителей (при бесполом размножении), либо в разной степени похожи на своих родителей (при половом размножении). Эта закономерность основана на наследственности – способности живых организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития следующим поколениям.
Информация же обо всех признаках, свойствах и особенностях развития находится в генах молекулы ДНК, которая размещается в хромосомах.
С другой стороны, трудно найти в природе два совершенно одинаковых организма. Так как для всех живых организмов характерна изменчивость – свойство живых организмов приобретать новые признаки и утрачивать старые. Благодаря этому свойству создаётся разнообразный материал для отбора наиболее приспособленных к конкретным условиям особей. Что в дальнейшем может приводить к образованию новых видов организмов.
Восьмой пункт о соответствии жизни и среды обитания.
8. Живые организмы приспособлены (адаптированы) к определённой среде обитания.
Вы безошибочно можете определить, в какой среде обитают живые организмы. Отметим, что все, порой самые невероятные их приспособления, «работают» только в определённых условиях. И оказываются абсолютно бесполезными либо даже вредными, если организм попадает в условия, отличные от тех, к которым эти приспособления сформировались. Например, заяц-беляк, сменив летнюю одёжку на белоснежную зимнюю шубку, становится ещё лучше виден хищникам в случае малоснежной либо поздней зимы.
И последнее свойство. Больше физическое и немножко философское.
9. Живые организмы дискретны.
Само слово дискретность произошло от латинского discretus, что означат «прерывистый», «разделённый». Дискретность – это всеобщее свойство материи. Из уроков физики и химии вам известно, что каждый атом состоит из элементарных частиц, атомы, в свою очередь, образуют молекулы, простые молекулы входят в состав более сложных соединений и т.д.
Мы с вами сказали, что на сегодняшний день не существует универсального определения жизни. Как не существует какого-либо одного признака, по которому можно отличить живое вещество от неживого.
В то же время все живые организмы обладают рядом обязательных свойств. Именно по их совокупности живые существа и отличаются от неживой природы.
Основные свойства живого
К основным свойствам живого можно отнести:
1.Химический состав. Живые существа состоят из тех же химических элементов, что и неживые, но в организмах есть молекулы веществ, характерных только для живого (нуклеиновые кислоты, белки, липиды).
2.Дискретность и целостность. Любая биологическая система (клетка, организм, вид и т.д.) состоит из отдельных частей, т.е. дискретна. Взаимодействие этих частей образует целостную систему (например, в состав организма входят отдельные органы, связанные структурно и функционально в единое целое).
3.Структурная организация. Живые системы способны создавать порядок из хаотичного движения молекул, образуя определенные структуры. Для живого характерна упорядоченность в пространстве и времени. Это комплекс сложных саморегулирующихся процессов обмена веществ, протекающих в строго определенном порядке, направленном на поддержание постоянства внутренней среды — гомеостаза.
4.Обмен веществ и энергии. Живые организмы — открытые системы, совершающие постоянный обмен веществом и энергией с окружающей средой. При изменении условий среды происходит саморегуляция жизненных процессов по принципу обратной связи, направленная на восстановление постоянства внутренней среды — гомеостаза. Например, продукты жизнедеятельности могут оказывать сильное и строго специфическое тормозящее воздействие на те ферменты, которые составили начальное звено в длинной цепи реакций.
5.Самовоспроизведение. Самообновление. Время существования любой биологической системы ограничено. Для поддержания жизни происходит процесс самовоспроизведения, связанный с образованием новых молекул и структур, несущих генетическую информацию, находящуюся в молекулах ДНК.
6.Наследственность. Молекула ДНК способна хранить, передавать наследственную информацию, благодаря матричному принципу репликации, обеспечивая материальную преемственность между поколениями.
7.Изменчивость. При передаче наследственной информации иногда возникают различные отклонения, приводящие к изменению признаков и свойств у потомков. Если эти изменения благоприятствуют жизни, они могут закрепиться отбором.
8.Рост и развитие. Организмы наследуют определенную генетическую информацию о возможности развития тех или иных признаков. Реализация информации происходит во время индивидуального развития — онтогенеза. На
определенном этапе онтогенеза осуществляется рост организма, связанный с репродукцией молекул, клеток и других биологических структур. Рост сопровождается развитием.
9. Раздражимость и движение. Все живое избирательно реагирует на внешние воздействия специфическими реакциями благодаря свойству раздражимости. Организмы отвечают на воздействие движением. Проявление формы движения зависит от структуры организма.