Организм и среда. Роль наследственности и среды в развитии организма

Организм-живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи.

Среда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды многообразны и изменчивы. Любое живое существо живет в сложном, меняющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему и регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с его изменениями.

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Факторы среды многообразны. Они могут быть необходимы или, наоборот, вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению. Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия. Среди них выделяют абиотические и биотические, антропогенные.

Абиотические факторы – температура, свет, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, ветер, течения, рельеф местности – это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.

Биотические факторы – это формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние других существ, вступает в связь с представителями своего вида и других видов – растениями, животными, микроорганизмами, зависит от них и сам оказывает на них воздействие. Окружающий органический мир – составная часть среды каждого живого существа.

Взаимные связи организмов – основа существования биоценозов и популяций; рассмотрение их относится к области экологии.

Антропогенные факторы – это формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни. В ходе истории человечества развитие сначала охоты, а затем сельского хозяйства, промышленности, транспорта сильно изменило природу нашей планеты. Значение антропогенных воздействий на весь живой мир Земли продолжает стремительно возрастать.

Наследственность – способность живых организмов накапливать, хранить и передавать потомству наследственную информацию. Передача и хранение наследственных признаков обеспечивается ДНК и РНК.Ведущее значение в передаче наследственной информации принадлежит ДНК. Большая длина молекулы ДНК дает возможность «записать» определенную информацию.

Участок молекулы ДНК, хранящий информацию определенного признака, называется геном. Каждая молекула ДНК включает в себя сотни генов и представляет программу развития многих признаков и свойств организма. Объединяясь с особыми белками, молекула ДНК образует в ядре хромосомы. Число хромосом постоянно для каждого вида животных и растений. У человека в ядрах соматических клеток содержится 46 хромосом, а в ядрах половых – 23. При слиянии яйцеклетки со сперматозоидом хромосом вновь становится 46. Зародившийся организм получает половину признаков от матери и половину от отца.

Комбинации этих признаков могут быть самые разные. Данная комбинация унаследованных признаков и определяет «генный портрет» человека – его генотип. Совокупность свойств организма, приобретенных в процессе жизни, определяет фенотипический портрет человека – его фенотип. Таким образом, каждому ребенку присуща индивидуальная генетически обоснованная программа развития.

Однако развитие ребенка и реализация генетической программы происходит в конкретных условиях внешней среды. Факторы внешней среды в зависимости от их характера, силы и продолжительности действия могут способствовать выходу за границы индивидуальной программы развития. Большое значение играет возрастной период, так как каждый период отличается различной чувствительностью к факторам внешней среды.

Все факторы внешней среды условно можно разделить на 3 группы: неорганические (температура, свет, парциальное давление газов во вдыхаемом воздухе, уровень радиации и т. д.), органические (воздействие, оказываемое на организм ребенка другими живыми существами) и социальные (воздействия, оказываемые на ребенка членами семьи, которые, в свою очередь, определяются укладом, традициями, социальными ориентирами, материальным достатком семьи и т. д.). К социальным факторам относят также микроклимат, который создается вокруг ребенка в детских учреждениях, учебных заведениях, а затем в рабочих коллективах.

4.Гомеостаз, его биологическое значение. Понятие о регуляции, саморегуляции функций, их способы (метаболизм, нейрогуморальная регуляция). Биологическая надежность и принципы ее обеспечения.

Гомеостаз – это способность сохранять относительное постоянство состава внутренней среды и свойств организма. Учение о гомеостазе было предложено французским физиологом Клодом Бернаром в 1878 г., а сам термин был введен в 1932 г. американским физиологом Уолтером Кэнноном. Постоянство внутренней среды организма поддерживается нервным и гуморальным механизмами, а также непрерывной работой внутренних органов. Пластические константы (артериальное давление, температура тела) могут отклоняться от гомеостатического уровня на некоторое время. Температура тела равна 36,6º – 37ºС, однако, человек может выносить и температуру 40º – 42ºС. Жесткие константы (водородный показатель крови) не могут отклоняться от нормы, так как это вызовет необратимые явления и смерть. Верхние и нижние границы гомеостаза носят динамический характер. С возрастом, по мере роста и развития ребенка, а также в процессе его закаливания, трудовой и спортивной деятельности, границы гомеостаза изменяются, и это делает организм устойчивым к неблагоприятным воздействиям окружающей среды.

Физиологической регуляцией называется управление функциями организма с целью его приспособления к условиям внешней среды. Регуляция функций организма является основой обеспечения постоянства внутренней среды организма и его адаптации к изменяющимся условиям существования и осуществляется по принципу саморегуляции путем формирования функциональных систем.

Саморегуляция – это свойство организма, которое позволяет осуществлять адаптивные реакции при сохранении динамического постоянства его внутренней среды. Как известно, живая клетка представляет подвижную, саморегулирующуюся систему. Ее внутренняя организация поддерживается активными процессами, направленными на ограничение, предупреждение или устранение сдвигов, вызываемых различными воздействиями из окружающей и внутренней среды. Многоклеточный организм представляет собой целостную организацию, клеточные элементы которой специализированы для выполнения различных функций. Взаимодействие внутри организма осуществляется сложными регулирующими, координирующими механизмами с участием нервных, гуморальных, обменных и других факторов.

Нейрогуморальная регуляция является неотъемлемой частью процесса поддержания внутреннего постоянства организма и уравновешивания его с внешней средой. Ей также принадлежит важная роль в процессах самостоятельного уравновешивания физиологических функций (автоматического поддержания строго постоянного уровня процессов и констант в организме). Нейрогуморальная регуляция соединяет в себе гуморальные и нервные механизмы, являя, таким образом, собой более совершенную форму уравновешивания, чем каждый из них отдельно. Гуморальное звено способствует длительным регулирующим влияниям. Посредством нервного звена производится обеспечение быстрого взаимодействия между различными участками.

Метаболизм. Если говорить простым языком, то на протяжении всего существования в организм человека поступают различные органические и неорганические вещества, необходимые для поддержания жизнедеятельности.

Впоследствии они расщепляются, а продукты их распада выводятся в окружающую среду. Если этот процесс проходит нормально, человек хорошо себя чувствует и всегда остается в форме.

При сбоях в метаболизме возможно развитие различных болезней (сахарный диабет, злокачественные образования), а также появление аллергических реакций на некоторые продукты питания и повышение массы тела.

Скорость метаболических процессов у каждого человека различна. Люди с быстрым метаболизмом отличаются повышенной активностью, подвижностью, стройностью, энергия в их организме расходуется быстрее, чем накапливаются жиры.

При нормальном метаболизме человек имеет среднее телосложение, легко поддерживает хорошую физическую форму и не склонен к быстрому набору излишнего веса. Замедленный метаболизм способствует появлению лишних килограммов, пониженной активности и подвижности.

Биологическая надежность – это способность организма переносить отрицательные факторы внешней среды. Биологическая надежность обеспечивается рядом принципов: 1. Принцип избыточности обеспечивается наличием большего числа элементов, чем требуется для реализации функции. 2. Принцип функции резерва – способность организма или функции системы иметь несколько уровней функционирования. Благодаря этому орган или система органов переходит из состояния покоя к определенной функциональной деятельности. В случае необходимости ее уровень может быть повышен организмом с целью адаптации к той или иной ситуации (например, ЧСС – 74 удара в минуту в покое, а при физической нагрузке она достигает 200 ударов в минуту). 3. Принцип периодичности функционирования. Например, в легких происходит постоянная смена вентилируемых альвеол, в почках – функционирование нефронов, в головном мозге – функционирование возбуждающих нервных клеток и нервных центров. 4. Принцип взаимозаменяемости и замещения. В случае отказа или повреждения какой-либо функции ее роль берут на себя другие элементы организма, или же он начинает работать в новом режиме, чтобы не нарушались гомеостаз и процессы жизнедеятельности. 5. Принцип дублирования связан с наличием парных органов (легкие, почки). 6. Принцип смещения в ряду сопряженных функций обеспечивает достижение приспособительного результата при нарушении одной из функций за счет активизации другой. Например, при нарушении внешнего дыхания и поступлении кислорода в кровь активируется образование эритроцитов, изменение функции кровообращения, вследствие чего доставка кислорода к тканям не страдает. 7. Принцип усиления. Для получения регуляторного эффекта необходимо посылать большое количество сигналов или же небольшое количество гормонов, что вызывает изменение функций.

5.Понятие о росте и развитии

Процессы роста и развития являются, общебиологическими свойствами живой материй. Рост и развитие человека, начинающиеся с момента оплодотворения яйцеклетки предоставляют собой непрерывный поступательный процесс, протекающий в течение всей его жизни. Процесс развития протекает скачкообразно. Разница - между отдельными этапами, или периодами жизни, сводится не только к количественным, но и качественным изменениям.

Под развитием в широком смысле слова следует понимать процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме человека, приводящих к повышению уровней сложности организации и взаимодействия всех его систем,

Развитие включает в себя три основных фактора:

• рост,

• дифференцировку органов и тканей,

• формобразование (приобретение организмом характерных, присущих ему форм.)

В основе роста и развития лежит обмен веществ и энергии.

Чем младше ребенок тем более интенсивнее протекают рост и развитие.

Процессы роста и развития протекают на основе некоторых закономерностей.

1 закономерность – неравномерность и непрерывность роста и развития:

Неравномерность роста проявляется в том, что периоды усиленного роста сменяются периодами снижения темпов роста

Периоды ускорения роста – периоды вытягивания: - до года 20-25 см

- с 5 до 7 на 10-12 см/год

- с 11 до 15 на 7-8 см/год

Периоды некоторого замедления роста называют периодами округления : - с 1 до 3 лет

- с 7 до 10 лет

2 закономерность – неодновременность роста и развития отдельных органов и систем (гетерохронность) . Прежде всего, необходимо знать критические периоды в онтогенезе ребенка, и возникает сидром школьной дезадаптации, когда он быстрее утомляется, теряет интерес к занятиям на фоне плохого самочувствия и здоровья. Как правило, это происходит в периоды интенсивных скачков роста длины и массы тела, наблюдается резкое отставание развития внутренних органов от общего развития.

3 закономерность – обусловленность процессов роста и развития пола. Влияние гормонов на обмен веществ, на мышечную ткань, на мышлений, на психофизилогические особенности, на тип дыхания.

4 закономерность – обусловленность процесса роста и развития факторами наследственности и среды.