3.5. Организм и среда обитания

Жизнь – активное поддержание и самовоспроизведение специфической структуры, идущее с затратой полученной извне энергии.

Жизнь на Земле существует в виде отдельных организмов, и независимо от строения и размеров, организмы всегда обособлены от окружающей их среды, при этом постоянно находятся во взаимодействии с ней.

Для живого характерны следующие свойства:

1. Самовоспроизведение.

2. Целостность и дискретность.

3. Рост и развитие.

4. Обмен веществ и энергии.

5. Наследственность и изменчивость.

6. Раздражимость.

7. Движение.

8. Внутренняя регуляция.

Главные отличия живых организмов – способность к саморегуляции (сохранению строения, состава и свойств) и способность к самовоспроизведению (многократному повторению своих характеристик в поколениях)

По определению акад. М.В. Волькенштейна

«Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот»

Клетка – основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система. Клетка может существовать как отдельный организм (бактерии, простейшие, некоторые водоросли и грибы), так и в составе тканей многоклеточных организмов.

Вирусы – неклеточная форма жизни.

Клетки растений и животных принципиально одинаковы (рис. 3.8).

Рисунок 3.8 - Комбинированная схема строения животной (а) и растительной (б) клетки:

1 – оболочка, 2 – наружная клеточная мембрана, 3 – ядро, 4 – хроматин, 5 – ядрышко, 6 – ондоплазматическая сеть (гладкая и гранулярная), 7 – митохондрии, 8 – хлоропласты, 9 – аппарат Гольджи,

10 – лизосома, 11 – клеточный центр, 12 – рибосомы, 13 – вакуоль, 14 - цитоплазма

3.5.1. Химический состав клетки

Неорганические соединения

1. Вода 70 – 80 %

2. Неорганические вещества 1,0 – 1,5 %

Органические соединения

1. Белки 10 – 20 %

2. Углеводы 0,2 – 2,0 %

3. Липиды (жиры) 1,0 – 5,0 %

4. Нуклеиновые кислоты 1,0 – 2,0 %

5. АТФ (аденозин-три-фосфорная кислота) 0,1 – 0,5 %

и другие низкомолекулярные органические вещества

Из числа существующих на Земле химических элементов всеми необходимыми свойствами для того, чтобы быть структурными компонентами живого вещества, обладают только соединения углерода.

Причина – уникальная способность углерода создавать углерод-углеродные связи, составлять полимерные цепи и кольца, содержащие как одинарные, так и кратные углерод-углеродные химические связи. Это позволяет образовывать большое количество разнообразных органических соединений.

Подобным свойством образовывать химические связи с самим собой могут сера S и кремний Si. Но на их основе построение живого вещества невозможно!

Биогенные элементы – химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и необходимые им для жизнедеятельности.

В составе живого вещества > 70 хим. элементов. Больше всего в клетках (~ 98% по массе) кислорода О₂, водорода Н₂, углерода С.

Универсальные хим. элементы, т.е. присутствующие в клетках всех организмов – азот N, кальций Са, калий К, фосфор Р, магний Mg, сера S, хлор Cl, натрий Na.

Микроэлементами называют хим. элементы необходимые для жизнедеятельности клеток и содержащиеся в малых количествах (обычно < 0,001%).

К ним относятся металлы (алюминий Al, железо Fe, медь Cu, марганец Mn, цинк Zn, милибден Mo, кобальт Co, никель Ni, цирконий Sr и др.) и неметаллы (йод I, селен Se, бром Br, фтор F, мышьяк As, бор B и др.). Всего более 30 химических элементов.

В живых клетках обнаруживают следы практически всех элементов, присутствующих в окружающей среде (ОС).