Жизнь как форма существования материи. Процессы в живых системах
В живых системах непрерывно идут процессы обмена веществ и энергии (ассимиляция и диссимиляция), передачи информации (наследственной — через ДНК, регуляторной — через нервные импульсы и гормоны), размножения, роста и развития, адаптации к среде. Живое существует только как открытая, самовоспроизводящаяся система, поддерживающая упорядоченность за счёт энергии извне.
- Основные признаки живого, по которым объект относят к живой природе: клеточное строение (кроме вирусов), обмен веществ, самовоспроизведение с передачей наследственной информации, раздражимость, рост и развитие.
- Вирусы — пограничная форма: вне клетки не проявляют признаков живого (многие можно получить в виде кристаллов), внутри клетки размножаются, используя её обмен веществ.
- Жизнь — особая форма существования материи, закономерно возникшая в ходе эволюции Земли: она подчиняется физическим и химическим законам, но обладает собственными закономерностями (наследственность, естественный отбор).
Определения жизни. Современное определение (М. В. Волькенштейн): живые тела — открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот. Слова «форма существования материи» означают, что живое построено из тех же атомов, что и неживое, и подчиняется законам физики и химии, но как целое обладает новыми свойствами, которых нет у отдельных молекул: наследственностью, развитием, эволюцией путём естественного отбора.
Открытость и упорядоченность. Живая система непрерывно получает из среды вещество и энергию, а возвращает продукты обмена и рассеянное тепло. Эта работа и поддерживает высокую упорядоченность: синтезируются белки, ремонтируются мембраны, восстанавливается состав внутренней среды. Как только приток энергии прекращается, упорядоченность разрушается — наступает гибель. Поэтому «открытая система» в определении жизни — не формальность, а условие её существования.
| Процесс | Что происходит | Пример на разных уровнях |
|---|---|---|
| Обмен веществ и энергии | Ассимиляция (синтез с затратой энергии) и диссимиляция (распад с её освобождением) идут одновременно и связаны между собой. | Фотосинтез и дыхание в клетке; питание и выделение у особи; круговорот веществ в экосистеме. |
| Передача информации | Наследственная информация передаётся через ДНК, регуляторная — нервными импульсами, гормонами, сигнальными молекулами. | Репликация перед делением; рефлекс; действие адреналина. |
| Самовоспроизведение | Матричный синтез обеспечивает точное копирование информации, а значит — сходство поколений. | Деление клетки; размножение особи; смена поколений популяции. |
| Рост и развитие | Увеличение массы и размеров сопровождается качественными изменениями по заданной программе. | Рост и дифференцировка клетки; метаморфоз насекомого; смена сообществ при сукцессии. |
| Саморегуляция | Отклонение показателя включает механизмы, возвращающие его к норме (отрицательная обратная связь). | Поддержание температуры тела; регуляция численности популяции хищником. |
| Адаптация | Соответствие строения, процессов и поведения условиям среды, сложившееся в ходе отбора. | Форма тела рыбы; листопад; зимняя спячка. |
| Объект | Обмен веществ | Самовоспроизведение | Вывод |
|---|---|---|---|
| Клетка бактерии | Есть | Есть | Живая система |
| Вирус вне клетки | Нет | Нет | Неклеточная форма жизни, вне клетки признаков живого не проявляет |
| Кристалл | Нет | Нет («рост» — присоединение частиц) | Неживой объект |
| Пламя | Похоже внешне, но нет упорядоченной структуры и программы | Нет | Неживой процесс |
- Основные признаки живого, по которым объект относят к живой природе: клеточное строение (кроме вирусов), обмен веществ, самовоспроизведение с передачей наследственной информации, раздражимость, рост и развитие.
- Вирусы — пограничная форма: вне клетки не проявляют признаков живого (многие можно получить в виде кристаллов), внутри клетки размножаются, используя её обмен веществ.
Определения жизни. В XIX в. Ф. Энгельс определил жизнь как способ существования белковых тел, существенный момент которого — постоянный обмен веществ с окружающей средой: с прекращением обмена прекращается и жизнь. Это определение верно выделяет обмен веществ, но не называет нуклеиновые кислоты, роль которых как носителей наследственной информации выяснилась позже.
| Процесс | Что происходит | Пример на разных уровнях |
|---|---|---|
| Обмен веществ и энергии | Ассимиляция (синтез с затратой энергии) и диссимиляция (распад с её освобождением) идут одновременно и связаны между собой. | Фотосинтез и дыхание в клетке; питание и выделение у особи; круговорот веществ в экосистеме. |
| Самовоспроизведение | Матричный синтез обеспечивает точное копирование информации, а значит — сходство поколений. | Деление клетки; размножение особи; смена поколений популяции. |
Вирусы — проверка определения на прочность. У вируса есть наследственная информация (ДНК или РНК), белковая оболочка и способность к наследственной изменчивости, но нет клеточного строения, собственного обмена веществ и аппарата синтеза белка. Вне клетки он не проявляет ни одного процесса жизнедеятельности и может быть получен в виде кристаллов; в клетке — подчиняет её ферменты и рибосомы синтезу собственных частиц. Поэтому вирусы считают неклеточной формой жизни и пограничной группой между живым и неживым.
| Объект | Обмен веществ | Самовоспроизведение | Вывод |
|---|---|---|---|
| Вирус вне клетки | Нет | Нет | Неклеточная форма жизни, вне клетки признаков живого не проявляет |
Закрепите теорию: 8 терминов и 9 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward