Уровни организации живой материи

Для того, чтобы дать определение понятию жизнь, живое, необходимо рассмотреть вопросы об уровнях организации и свойствах живого.

Уровни организации живой материи:

1. Молекулярный. С него начинаются многие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и энергии, передача наследственной информации и т.п.)

2. Клеточный уровень. Основная единица – клетка – структурная и функциональная единица развития всех существующих на земле организмов; свободноживущих неклеточных форм, живущих на земле нет.

3. Тканевый уровень. Ткань – совокупность сходных по строению и происхождению клеток, объединённых выполнять общие функции.

4. Органный уровень. Структурная единица – орган – структурно-функциональное объединение нескольких видов тканей.

5. Организменный уровень. Многоклеточный организм – целостная система различных органов, специализированных для выполнения различных функций.

6. Популяционно-видовой уровень. Популяция – совокупность организмов одного и того же вида, объединённых общим местом обитания. В популяциях осуществляются элементарные эволюционные преобразования. Вид – более широкое понятие, чем популяция, включает в себя обычно несколько популяций. Основная характеристика вида – возможность свободно скрещиваться.

7. Биогеоценотический. Основная единица биогеоценоз – совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами среды обитания, населяющие определённую территорию.

8. Биосферный. Биосфера – совокупность всех биогеоценозов. Система, охватывающая все явления жизни на Земле. На этом уровне происходит круговорот веществ и энергии, связанный с жизнедеятельностью всех организмов на Земле.

Некоторые авторы выделяют так же субклеточный уровень, основными структурными единицами которого являются органоиды и некоторые другие структурные элементы клетки.

3. Основные свойства живых систем

1. Единство химического состава. В состав всех живых организмов входят одни и те же химические элементы и примерно в одинаковых соотношениях. 98% химического состава любого живого организма составляют 4 химических элемента: С, О₂, Н₂, N.

2. Обмен веществ и энергии. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой. Из внешней среды они поглащают различные вещества, эти вещества в организме подвергаются различным превращениям, в результате чего образуются новые вещества, которые идут на строительство организма и поддержание его жизнедеятельности. Совокупность реакций синтеза называется ассимиляцией или пластическим обменом. Энергию, необходимую для синтетических реакций, а так же для осуществления других важных процессов жизнедеятельности организм получает в ходе других обменных реакций – реакций распада, совокупность которых называют диссимиляцией или энергетическим обменом. Пластический и энергетический обмен являются противоположными и взаимосвязанными сторонами обмена веществ (или метаболизма). Обмен веществ и энергии обеспечивают постоянство химического состава и строения организма и его составных частей.

3. Самовоспроизведение (репродукция). Осуществляется на всех уровнях организации живой материи. В основе самовоспроизведения лежат реакции матричного синтеза, т.е. образование новых молекул по информации, заложенной в последовательности нуклеотидов ДНК.

4. Наследственность. Тесно связана с репродукцией, заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Обусловлено постоянством строения молекул ДНК.

5. Изменчивость. Свойство, противоположное наследственности и в то же время, связанное с ней, т.к. изменяются или гены (наследственные задатки организма), или степень проявления их действия в различных условиях среды. Заключается в способности организмов приобретать новые признаки и свойства, отличающие их от родителей.

6. Рост и развитие. Развитие – направленное, необратимое изменение объекта, в результате которого возникает его новое качественное состояние. Развитие живой материи представлено онтогенезом и филогенезом. Онтогенез – индивидуальное развитие организма, филогенез – историческое развитие организма. Развитие сопровождается ростом. Рост – увеличение особей в размерах и массе, с сохранением общих черт строения.

7. Раздражимость. Это способность организма избирательно реагировать на внешнее воздействие. Реакция многоклеточных животных на раздражение осуществляется по средством нервной системы и называется рефлексом. У организмов лишённых нервной системы раздражимость выражается в виде таксисов, тропизмов и настий. Таксис – активная реакция в виде движения на действие раздражителя. Таксис характерен для одноклеточных организмов, а так же для некоторых многоклеточных организмов и некоторых органоидов (бактерии, водоросли, одноклеточные простейшие, лейкоциты, пластиды). В зависимости от источника раздражения различают: фото-, хемо-, термо-, гидротаксисы. При движении к источнику раздражения таксис называют положительным, от источника – отрицательным. Тропизм – изменение направления роста органов или их частей у неподвижных организмов, вызванные односторонне направленным действием какого-лидо раздражителя. Различают так же положительные и отрицательные тропизмы в зависимости от источника фото-, хемо-, термо-, геотропизма (к центру земли). Настии – движение органов или частей растений в ответ на ненаправленное изменение факторов среды.

8. Целостность и дискретность. Целостность – непрерывность. Дискретность – прерывность. Любая биологическая система состоит из отдельных взаимодополняющих систем, составляющих структурно-функциональное единство.

9. Саморегуляция или авторегуляция. Это способность живых организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях среды поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов. Т.е. поддерживать гомеостаз. При этом недостаток каких-либо веществ мобилизирует внутренние ресурсы организма на их выработку, а избыток вызывает запасание этих веществ.

10. Ритмичность. Ритм –повторение одного и того же состояния через определённый промежуток времени. В биологии под ритмом понимают периодические изменения интенсивности физиологических функций с различными периодами колебаний: суточный ритм сна и бодрствования у человека, сезонные ритмы активности у животных.

11. Энергозависимость. Живые тела являются открытыми системами, т.к. они существуют до тех пор, пока в них из вне поступает энергия и материя в виде пищи. Понятие открытая система взято из физики (под открытыми системами понимают динамические, т.е., не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним энергии и материи из вне.). Биологическая система– это биологические объекты разной степени сложности, имеющие несколько уровней организации

Впервые определение основных особенностей жизни дал Фридрих Энгельс, который по этому поводу писал: "Жизнь - есть способ существования белковых тел и этот способ существования состоит по существу в постоянном обновлении химических составных частей этих тел".

Во время энгельса ещё не были открыты нуклеиновые кислоты, играющие важную роль в жизненных явлениях и не раскрыты некоторые существенные стороны живой материи. Более широкое определение понятия жизни было дано отечественным учёным Владимиром Михайловичем Волькенштейном "Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящие системы, состоящие из белков и нуклеиновых кислот".

4. Основные биологические методы

Описательный

Сравнительный

Исторический

Эксперементальный

Моделирования

5. Значение биологии

Биология наших дней является составной частью научно-исследовательского прогресса. На основе успехов в области биологии в науке и технике создаются новые направления: бионика, биокибернетика, биотехнология, генная и клеточная инженерия, медецинская и техническая микробиология. Достижения квантовой механики и ядерной физики, кибернетики способствовали возникновению и развитию молекулярной биологии и молекулярной генетики, изучающие жизненные явления на самом тонком уровне организации живого.

Значение биологии,как науки очень велико, т.к. познание исторического развития органического мира играет определяющую роль в формировании научного мировоззрения и понимании коренных философских проблем.

Кроме того, биология способствует решению жизненно важных практических задач. Трудно найти отрасль хозяйства, в которой не использовались бы биологические знания. А в дальнейшем практическое значение биологии ещё больше возрастёт. В первую очередь это связано с быстрыми темпами роста населения планеты, а так же с постоянно возрастающей численностью городского населения, непосредственно не участвующего в сельскохозяйственном производстве. Чтобы обеспечить потребности человека в пище, необходимо увеличивать сельскохозяйственное производство. Эту задачу способны решить такие биологические науки, как растениеводство, животноводство, базирующиеся на достижениях генетики и селекции. Достижения современных биологических наук находят применение в промышленном биосинтезе аминокислот, кормовых белков, витаминов, стимуляторов роста, стедств защиты растений биологически активными веществами (антибиотики, интерферон, гармоны разного вида, вакцины, витамины).

Активно используются биологические знания в пищевой промышленности, фармакологии, в производстве товаров народного потребления, на очистных сооружениях и т.д.