Тема 3.5. Особенности биологического уровня организации материи

O Основные понятия

Системность живого

Иерархическая организация живого: клетка – единица живого

Иерархическая организация природных биологических систем:

биополимеры – органеллы – клетки – ткани – органы – организмы – популяции – виды

Иерархическая организация природных экологических систем:

особь – популяция – биоценоз – биогеоценоз – экосистемы более высокого ранга (саванна, тайга, океан) – биосфера)

Химический состав живого: элементы-органогены, микроэлементы, макроэлементы, их основная роль в живом

Химический состав живого: атом углерода – главный элемент живого, его уникальные особенности:

- способность атомов связываться друг с другом с образованием разнообразных структур, являющихся несущей основой органических молекул

- способность связываться с другими атомами близких радиусов (кислородом, азотом, серой) с образованием менее прочных связей (возникновение функциональных групп), которые обусловливают химическую активность органических соединений

Химический состав живого: вода, ее роль для живой природы:

- высокая полярность воды и как следствие – химическая активность и высокая растворяющая способность

- высокая теплоемкость воды, высокие теплоты испарения и плавления – основа для поддержания температурного гомеостаза живых организмов и регулирования тепла планеты

- аномальная плотность в твердом состоянии – причина существования жизни в замерзающих водоемах

- высокое поверхностное натяжение – жизнь на поверхности гидросферы, передвижение растворов по сосудам растений

Химический состав живого: особенности органических биополимеров как высокомолекулярных соединений – высокая молекулярная масса, способность образовывать пространственные и надмолекулярные структуры, разнообразие строения и свойств

Симметрия и асимметрия живого

Хиральность молекул живого

Открытость живых систем

Обмен веществ и энергии

Самовоспроизведение

Гомеостаз как относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды живой системы

Каталитический характер химии живого

Специфические свойства ферментативного катализа: чрезвычайно высокие избирательность и скорость, главные причины которых – комплементарность фермента и реагента, высокомолекулярная природа фермента

& Краткое содержание

Биология (от «биос» - жизнь, логос - слово, учение) – совокупность наук о живых системах.

Биология—учение о жизни. Предметом биологии является жизнь как особая форма движения материи (Философский словарь).

Что же такое жизнь? Определений этого понятия существует множество, но наиболее удачным в современной биологии является определение жизни, предложенное М.В. Волькенштейном: «Жизнь есть форма существования макроскопических гетерогенных открытых систем, далеких от равновесия, способных к самоорганизации и самовоспроизведению. Важнейшими функциональными веществами этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты».

Поясним некоторые слова в этом определении.

• Макроскопическая система – это система, состоящая из большого числа различных частиц (атомов, молекул).

• Гетерогенная живая система построена из множества различных веществ, которые не смешиваются друг с другом.

• Живые организмы – открытые системы, так как они обмениваются с окружающей средой веществом, энергией и информацией.

Предметом биологии являются все проявления жизни:

• строение и функции живых существ и их природных сообществ;

• распространение, происхождение и развитие живых организмов и их сообществ;

• связи живых существ и их сообществ друг с другом и с неживой природой.

Задача биологии состоит в изучении всех биологических закономерностей и в раскрытии сущности жизни и ее проявлений с целью познания и управления ими.