Az előadás száma 2 az élet általános jellemzői
Előadás № 2 Az élet általános jellemzői
1 Az élő anyagok megkülönböztető jellemzői
1.1 Tápellátás. Az élelem minden élő szervezet számára szükséges, hiszen az energiaforrás és az élethez szükséges egyéb anyagok. A növények és az állatok elsősorban az élelmiszer előállítása során különböznek egymástól.
Szinte minden növény képes fotoszintézisre, azaz maguk alkotják a szükséges anyagokat, a fény energiáját használva. A fotoszintézis az autotrofikus táplálkozás egyik formája:
6CO + 6HOCHO + 6O
Az állatok és a legtöbb mikroorganizmus másképp eszik: egy kész szerves anyagot használnak. egyéb szervezetek anyaga. Ezt az anyagot enzimek segítségével hasítják le, és testük anyagait alkotják. Az ilyen ételeket heterotrófnak nevezik.
1.2 A lélegzet. Ez a szerves anyagok oxidációjának folyamata az energia felszabadításával (az összes élő sejtben megtalálható az ATP).
C H O + 6O 6CO + 6HO + Q (kJ)
Minden életfolyamathoz energiának szüksége van, ezért a tápanyagok nagy részét energiaforrásként használják. A légzés folyamán az energia felszabadul, amikor bizonyos nagy energiájú vegyületek fel vannak osztva.
Ennek a két folyamatnak - a táplálkozásnak és a légzésnek köszönhetően - a szervezet megőrzi integritását, azaz az ebben a szervezetben zajló folyamatok rendezése.
1.3. Irritáció. Minden élőlény képes reagálni a külső és belső környezet változásaira. Például a hidegben a véredények keskenyebbek (liba-bőr), és magas hőmérsékleten tágulnak, ami a felesleges hőt a légkörbe bocsátja. A növények fényre feszülnek (fotoszintézis), az állatok pedig veszélyre is reagálnak - sündisznó, teknős.
Az ingerlékenység az élő emberek univerzális tulajdonsága. Az evolúció folyamatában fejlődött, és segít az élő szervezetnek a külső környezet megváltozott körülményeiben való életben tartásában.
1.4 Mobilitás. Az állatok különböznek a növényektől azáltal, hogy képesek térben mozogni egyik helyről a másikra, azaz mozoghatnak. Az állatoknak mozgatniuk kell az ételüket.
A növények esetében a mobilitás nem szükséges, mert maguk képesek szintetizálni a tápanyagokat. A növényekben azonban a sejtekben mozgás van, és a teljes szervek mozgása (növényi növények levelei, napraforgók). De a mozgás sebessége sokkal kisebb, mint az állatoknál.
E tekintetben az akadémikus Vernadsky kétféle mozgást különböztetett meg:
1 aktív mozgás - jelentős távolságokra költözött;
2 passzív mozgás - mozgás a testen belül.
1.5Vydelenie. Az izolálás vagy kiválasztás a végső metabolikus termékek eltávolítása a szervezetből. Az állatok sok fehérjét fogyasztanak, így a fehérjékből származó salakok nitrogénvegyületek.
1.6 Sokszorosítás. Az egyes szervezetek élettartama korlátozott, de az élő dolgok halhatatlanok. Túlélési formában feltéve, megőrizve fő jellemzői a szülők a utódokat eredő által aszexuális vagy szexuális reprodukció.
Vannak bizonyos mechanizmusok az örökletes információk átadására nemzedékről nemzedékre, és ezek a mechanizmusok azonosak minden faj esetében. Ebben az öröklődés nyilvánul meg. De a leszármazottak, mint a szülők, mindig különböznek tőlük valamilyen módon. Ez a változékonyság jelensége, amelynek alapvető törvényei minden faj számára közösek.
A DNS és RNS molekulák örökletes információja kódolva van.
1.7 Növekedés. Az élettelen természetű tárgyak, például a kristályok vagy a sztaklikiták, úgy növekednek, hogy új anyagot csatolnak a külső felülethez.
Az élőlények belülről táplálékkal nőnek, és beléptek a szervezetbe a táplálkozás folyamatában. Ezeknek az anyagoknak az asszimilációja eredményeként új anyagok képződnek, egy új élő protoplazmát.
Az élő hét legfontosabb jele többé-kevésbé kifejeződik bármely szervezetben, és csak annak jelzője, hogy él vagy halott-e.
Az élõ anyagokkal ellentétben az élettelen, a külsõ körülmények hatása alatt megsemmisül.
2 Az élő szervezetek tulajdonságai
2.1 Metabolizmus. Minden élő szervezet képes kivonni, átalakítani és felhasználni a környezet energiáját táplálék formájában vagy napsugárzás formájában. A külsõ környezetben a bomlástermékeket és az átalakított energiát hõ formájában visszük vissza. Vagyis az organizmusok képesek az anyagot és az energiát a környezetre cserélni.
A metabolizmus az élet egyik alapvető feltétele. Ez a tulajdonság tükröződik az élet meghatározásában, amelyet F. Angels több mint száz évvel ezelőtt megfogalmazott:
"Az élet a fehérje testeinek létezése, amelynek lényeges pillanata az állandó anyagcsere a környező környezetben, és ennek az anyagcsere megszűnésével az élet leáll, ami a fehérjék bomlását eredményezi".
Ez a meghatározás két fontos rendelkezést tartalmaz:
A) az élet szorosan kapcsolódik a fehérjékhez;
B) az élet elengedhetetlen feltétele az állandó anyagcsere, amelynek megszűnésével az élet megszűnik.
A fehérje test metabolizmusának két oldala van:
· A műanyag-anyagcsere (anabolizmus) egy olyan reakciósorozat, amely biztosítja a sejtek építését és összetételének megújítását.
· Energetikai anyagcsere (katabolizmus) olyan reakciók sorozata, amelyek energiával látják el a sejtet.
Anabolizmus + katabolizmus = anyagcsere (anyagcsere)
A környezetből a műanyag anyagcseréjének következtében fellépő anyagok egy adott szervezet anyagaivá alakulnak át, és a szervezet teste abból épül fel. Tehát a műanyagcsere két egyidejű folyamatból áll: az anyagok folyamatos feloldódása - új vegyületek disszimilációja és folyamatos szintézise, azaz asszimilációt. A disszimiláció és asszimiláció folyamata egy, és nem létezik külön-külön egymástól. E folyamatok eredményeképpen az élő szervezet változatlanul változik, ugyanakkor megőrzi sajátos struktúráját.
Az asszimilációhoz, azaz az asszimilációhoz. egy új összetett anyag képződése az "építőanyag" mellett - számos kémiai vegyület esetében is szükség van energiára. Ezt az energiát elsősorban a bomlási folyamatok adják, azaz a bomlási folyamatokat. disszimilációs folyamatok. Ugyanakkor a bonyolult szerves vegyületek egyszerűbbekké válnak, amelyek végtermékekké oxidálódnak, általában szén-dioxiddá és vízkeverésig. Mindez az energiaterminizmus - katabolizmus folyamatában történik.
Az élő szervezetnek nemcsak új testanyagokat kell létrehoznia, hanem különféle tevékenységekhez is: az izmok, mirigyek, idegsejtek stb. Munkájának a magasabb állatokhoz - az állandó testhőmérséklet fenntartásához.
Minél nagyobb a teher a testen, és annál több energiát fogyasztanak, annál több tápanyagot kell biztosítani. A súlyos fizikai munkaerővel rendelkezőknek, a nagy terhelésű sportolóknak fokozott táplálékra van szükségük. A bejövő energia táplálék formájában és a szervezet által elfogyasztott ellentmondás súlygyarapodáshoz és betegségekhez vezet.
Az anyagok cseréje biztosítja a sejt és az egész szervezet kémiai összetételének stabilitását és állandóságát, és ennek következtében tevékenységüket.
Dinamikus rendszerek, amelyekben a kémiai reakciók folyamatosan áramlanak a kívülről érkező anyagok és energia miatt, és a bomlástermékeket visszavonják, nyílt rendszernek nevezik.
Az élő szervezet nyitott rendszer; mindaddig létezik, amíg élelmiszert, valamint energiát kap a külső környezetből, és néhány csereeszközt elosztanak.
Az élő szervezeteknek van egy beépített önszabályozó rendszere, amely támogatja az életfolyamatokat és megakadályozza a szerkezetek és az energia felszabadulásának rendezetlen bomlását. Ez szorosan kapcsolódik az anyagcseréhez.
A biológiai rendszerek képesek ellenállni a változásoknak, és fenntartani a kompozíció és a tulajdonságok dinamikus állandóságát homeosztázisnak nevezik
A homeosztázis a belső környezet összetételének és tulajdonságainak relatív dinamikus állandósága, valamint a szervezet alapvető fiziológiai funkcióinak stabilitása.
Megkülönböztetni: a) a fiziológiai homeosztázis a genetikailag meghatározott képesség, amely a szervezet változó környezeti körülményein (emlősökben - az oszmotikus nyomás állandóságának fenntartására a sejtekben és a vér pH-jában) fenntartja állapotát;
b) a fejlődés homeosztázisa a szervezet genetikailag meghatározott képessége arra, hogy megváltoztassa az egyes reakciókat oly módon, hogy a szervezet funkciói általában azonosak legyenek. (Emberben, ha egy vesét eltávolítanak, a többi kettős terhelést végez)
2.2 Az önreprodukció képessége az élet második kötelező tulajdonsága.
Az összes élő rendszer élettartama, a molekuláris struktúráktól (vírusok, prionoktól) a magasan szervezett multicelluláris organizmusokig korlátozott.
Az önmegmunkálást az élő anyagok szervezetének minden szintjén végzik - a makromolekuláktól a szervezetig. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a sejtszerkezetek, sejtek és organizmusok szerkezete hasonló az elődeikhez.
Az önreprodukció alapja az új molekulák és struktúrák kialakulása a DNS nukleinsavába ágyazott információk alapján. Az önreprodukció szorosan kapcsolódik az öröklődés jelenségéhez: minden élő lény a saját fajtájához ad.
A genetikai programok anyagi alapja a nukleinsavak: DNS RNS fehérje
Protein egy funkcionális működtető, amely szabályozza a nukleinsav. Ez megfelel egy modern meghatározások az élet, hiszen 1965-ben a szovjet tudós M.V.Volkenshteynom: „Az élő szervezetben létezik a világban, nyitott önszabályozó és önreprodukáló rendszer épült biopolimerek - fehérjék és nukleinsavak.”
2.3 A változékonyság az öröklődéssel ellentétes tulajdonság. Ez összefüggésbe hozható az új tulajdonságokkal és tulajdonságokkal rendelkező szervezetekkel. A változékonyság hazugságainak mutatói - a DNS önreprodukciójának megsértése. A változékonyság anyagi anyagot hoz létre a természetes kiválasztáshoz.
2.4 Az élő szervezetek tulajdonsága a történelmi fejlődésre és a változások egyszerűről összetettre való képessége. Ezt a folyamatot evolúciónak hívják. Az evolúció eredményeképpen az élet bizonyos körülményeihez igazodó, sokféle élő szervezet keletkezett.
Egyes kutatók az élő szervezetek alapvető tulajdonságaira is utalnak: a) a kémiai összetétel egységessége (98% - C, N, O, H);
b) összetettség és magas szintű szervezet. azaz bonyolult belső struktúra, de jelenleg egy molekula - prionok - fehérjék alkotják az élő szervezeteket.
2.5 Az élő anyagok szervezési szintjei
Az élő természet számára jellegzetes struktúrák szervezeti szintjei vannak, amelyek között összetett alárendeltség van.
Az életet minden szinten a biológia megfelelő ágai tanulmányozzák. Például vírusok - virológia, növények - botanika stb.
Jelenleg az élő szervezetek szervezési szintjei.
A legalacsonyabb, legősibb szint a molekuláris. vagy a molekuláris struktúrák szintjét.
Bármelyik, még a legbonyolultabb élő rendszer is megjelenik a biológiai molekulák működésének szintjén: nukleinsavak, fehérjék, poliszacharidok és egyéb szerves anyagok. Ebből a szintből kezdődik a szervezet létfontosságú tevékenységének legfontosabb folyamata: az anyagcsere, az energia átalakulása, az örökletes információk átadása. Ezen a szinten van egy határ az élő és az élettelen között.
• Cell szintje. A sejt egy strukturális és funkcionális egység, valamint egy olyan reprodukciós és fejlődési egység, amely a Földön élõ élõ organizmusokat fejleszti. Nincsenek nem sejtes életformák, és a vírusok létezése csak megerősíti ezt a szabályt, mivel az élő rendszerek tulajdonságait csak a sejtekben képesek kifejteni.
· A szövetek szintje jellemző a többsejtű organizmusokra. A szövet a struktúrában hasonló sejtek gyűjteménye, melyet a közös funkciók teljesítenek.
· Szerves szint. A legtöbb élő szervezetben a szerv többféle szövet szerkezeti és funkcionális egysége. Például a bőr, mint szerv, magában foglalja a hámot és a kötőszövetet, amelyek együtt számos funkciót látnak el, amelyek közül a legjelentősebb a védő.
· Néha a 3-as és a 4-es szintek egy szerv-szövetbe, vagy az egész szervezet szintjéhez kapcsolódnak.
· A szervezet szintje. A multicelluláris szervezetek olyan teljes szervrendszert képviselnek, amely szigorúan az elvégzett funkciókra szakosodott. A szervezet szintjén vizsgált folyamatok és jelenségek a mintában - a mechanizmusok összehangolt munkájának, szervek és rendszerek, valamint a szerepe a különböző szervek, a test létfontosságú funkcióit, adaptív változások és a viselkedése szervezetek különböző környezeti feltételek mellett.
· A népesség-faj szintje. A közös élőhely által egyesített, azonos fajú organizmusok összessége népességet hoz létre a szuperorganizmus rendjébe. Ebben a rendszerben egyszerű evolúciós átalakulások valósulnak meg.
· View - egy sor a populációk egyedei, amelyek örökletes hasonlósága morfológiai, fiziológiai és biokémiai jellemzők, szabadon keveredés és így utódokat, amelyek alkalmazkodtak a különleges feltételek az élet és a természet egy adott niche - területen.
· A populáció (a latin populusból - emberek, lakosság) - egy faj egyedeinek egy gyűjteménye, amely hosszú ideig elfoglalta egy bizonyos térséget és sok nemzedék számára reprodukálódik.
· Ha az időtartam az élet minden élő szervezet genetikailag meghatározott, és akkor elkerülhetetlenül meghal, kimerült programozott lehetőségeit annak fejlődését, a lakosság képes megfelelő környezeti feltételek mellett növekszik viszonylag hosszú ideig. Ennek eredményeképpen evolúciós változások lehetségesek.
· 7 A biogeocenosis szintje.
· A biogeocenosis a különböző típusú organizmusok és a szervezet különböző összetettségének kombinációja az élőhely valamennyi tényezőjével. Ie ez egy mindenfajta élőlény közössége, amely egy bizonyos területet vagy vízi területet él. Ezen a szinten az interspeciális kapcsolatok törvényei működnek.
Ezen a szinten vizsgálják a szervezet és a környezet kapcsolatát, az élő anyagok migrációját, az energia áramkörök áramlásának módjait és mintáit stb.
· 8 bioszféra. Ez a legmagasabb szintű szervezet az élő anyagok bolygónkon. A bioszféra minden olyan élőlény gyűjteménye, amely a Földön él.
· Így az élő természet egy komplexan szervezett hierarchikus rendszer. Az élő világ magasabb szervezeti szintjére jellemző törvények nem zárják ki az alacsonyabb szinteken rejlő törvények működését.
Általános biológiai tanulmányok, amelyek az élet szervezésének minden szintjén jellemzőek.
3 Biológiai terminológia és mértékegységek
A biológiában sok név és kifejezés létezik, amelyek azonosítják a növények és állatok különböző fajait és csoportjait, morfológiai struktúráikat és funkcionális mechanizmusaikat, valamint a köztük lévő kapcsolatokat.
Annak érdekében, hogy a maximális pontosság és a terminológia érthető, hogy a tudósok minden országban, biológusok általában használt, ahol lehetséges, a latin szó, és használja latin vagy görög eredetű, így a szó egy egész latinosított formája az új feltételeket.
Ami a mérési egységeket illeti, azoknak a méreteknek és azoknak az anyagmennyiségeknek, amelyekkel celluláris szinten kell foglalkoznunk, szükségünk van a megfelelő mértékegységekre. Jellemzően a biológia során használt hossza egy mikrométert (1 μm = 10 m és 10 mm), egy nanometert (1 nm = 10 m és 10 mm)
A tömeget nanogrammban (1 ng = 10 g) vagy pikogrammal (1 pg = 10 g) fejezzük ki.
Szintén a dalton - a molekulatömeg egysége, amely megegyezik a hidrogénatom tömegével.