МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ОДЕСЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ
ОДЕСЬКОЇ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Методичні вказівки
та завдання для самостійної роботи
з предмету: «Біологія»
для студентів І курсу
усіх спеціальностей
Одеса – 2012
САМОСТІЙНА РОБОТА № 1
Тема: Сучасне визначення життя, його основні ознаки. Рівні організації жмвої матерії. Видатні вчені-біологи України.
План
1. Поняття «житття». Сучасний структурно-функціональний підхід до розкриття сутності життя.
2. Жива природа як багаторівнева система.
3. Видатні вчені-біологи України, їхній внесок у розвиток біологічної науки.
1. Поняття «житття». Сучасний структурно-функціональний підхід до розкриття сутності життя.
Життя настільки різноманітне й багатогранне, що дати однозначне й вичерпне визначення цього явища природи дуже складно.
Існує безліч визначень життя, які були запропоновані різними вченими в різний час. Наприклад, Арістотель визначав життя як «живлення, ріс і старіння», Тревіранус вважав, що життя – це «стійка одноманітність процесів при відмінності зовнішніх впливів», академік І.П. Павлов визначав його як «складний хімічний процес», тимчасом як академік О.І. Опарін – як «особливу, дуже складну форму руху матерії».
Класичне визначення життя дав у ХІХ ст., Фрідріх Енгельс: «Життя – це спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є постійний обмін речовин з навколишньою зовнішньою природою, причому з припиненням цього обміну речовин припиняється й життя, що призводить до розкладу білка». В іншому формулюванні, даному вже у ХХ ст., це визначення звучить так: «Життя – це спосіб існування білкових тіл і нуклеїнових кислот, істотним моментом якого є постійний обмін речовин з навколишнім середовищем, причому з припиненням цього обміну припиняється й життя».
У найзагальнішому сенсі життя визначають як активне – таке, що відбувається з витратою отриманої зовні енергії, - підтримання і самовідтворення специфічної структури. Із цього визначення впливає необхідність постійного зв'язку організму з навколишнім сердовищем, обміну речовиною та енергією між ними.
Визначення життя як процесу обміну речовин у сучасній біології доповнюють організаційним, інформаційним та еволюційним трактуванням.
Організаційне трактування говорить про те, що для життя характерні певні структури й те що воно припиняється з руйнуванням цих структур.
Інформаційне трактування говорить про те, що структури, необхідні для життя, створюються на основі інформації, яка міститься у генетичних програмах.
Еволюційне трактування говорить про те, що в процесі реалізації інформації відбувається еволюційний розвиток живого.
Таким чином, життя – це особливий спосіб існування організмів, істотними рисами якого є обмін речовин з навколишнім середовищем і відтворення собі подібних. Живі системи здатні до впорядкування, створення порядку з хаосу, а також до еволюції з виникненням нових властивостей та якостей. Уся жива речовина Землі, тобто біосфера, спричинила щонайглибші зміни в розвитку нашої планети.
Основні ознаки життя.
Живим системам притаманні ознаки, які відсутні в більшості неживих систем. Однак серед цих ознак немає жодної, яка була б властива тільки живому. Можливий спосіб описати життя – це перелічити основні властивості живих систем.
Життя – це особливий стан матерії, що досягається за рахунок таких властивостей.
1. живі системи є відкритими системами стосовно навколишнього середовища, тобто їм властивий особливий спосіб взаємодії з навколишнім середовищем – обмін речовин та енергії. Основу обміну речовин становлять взаємозалежні й збалансовані процеси асиміляції (тобто процеси біосинтезу речовин в організмі, для яких потрібна енергія) і дисиміляція (тобто процеси розпаду речовин, що протікають із виділенням енергії, необхідної для реакцій біосинтезу).
2. Для живих організмів характерна єдність хімічного складу. До складу живих організмів входять ті самі хімічні елементи, що й до об’єктів неживої природи. Однак співвідношення елементів у живому й неживому неоднакове: у живих організмах 98% хімічного складу припадає на чотири елементи: вуглець, кисень, азот і водень.
3. Єдиний принцип структурної організації.
Елементарною структурно-функціональною одиницею живого є клітина. Позаклітиною життя немає.
4. Для живих систем характерні складність і високий ступінь їхньої організації. Будь-яка складова частина організму має спеціальне призначення й виконує певні функції. Це стосується не тільки органів, але й органел і молекул.
5. Життя адаптивне. Живі організми добре пристосовані до умов навколишнього середовища й відповідають своєму способу життя. Особливості будови, функцій та поведінки певного організму, що відповідають його способу життя, називаються адаптаціями (пристосуваннями).
6. Існування кожної окремо взятої біологічної системи обмежене в часі, підтримання життя пов’язане із самовідтворенням, тобто розмноженням. Розмноження живих організмів пов’язане з такими фундаментальними властивостями живого, як спадковість і мінливість.
7. Спадковість полягає в здатності організмів передавати свої ознаки, властивості й особливості розвитку з покоління в покоління. Вона обумовлена відносною салістю будови молекул ДНК. Спадковість забезпечує стабільність і сталість ознак та є консервативною силою, що дозволяє організмам самозберігатися.
8. Мінливість – це здатність організмів набувати нових ознак і властивостей, існувати в різних формах та варіаціях. В основі спадкової мінливості лежать зміни спадкових молекул – молекул ДНК. Наслідком мінливості є різноманітність живих організмів, що у свою чергу, спричинює появу нових форм життя.
9. Для всіх живих організмів характерні процеси росту й розвитку. Рости – це означає збільшуватися у розмірах та масі зі збереженням спільних рис будови, тимчасом як розвиток супроводжується зміною живих об’єктів, у результаті розвитку виникає їхній новий якісний стан.
10. Розвиток поділяють на індивідуальний та історичний. Упродовж індивідуального розвитку (онтогенезу) поступово й послідовно проявляються всі властивості певного організму. Історичний розвиток супроводжується утворенням нових видів і прогресивним ускладненням життя.
Для живого характерна здатність до історичного розвитку й зміни від простого до складного. Такий процес називають еволюцією. У результаті еволюції виникла вся реакція живих організмів, пристосованих до певних умов існування.
11. Подразливість – це невід’ємна риса, що властива всьому живому. Вона виражається у реакціях живих організмів на зовнішній вплив. Реакція багатоклітинних тварин на подразнення здійснюється за допомогою нервової системи, називається рефлексом. В організмів, які не мають нервової системи, наприклад найпростіші або рослини, рефлекси відсутні. Їхні реакції на вплив зовнішніх факторів виражаються у зміні характеру руху або росту. Відповідні реакції найпростіших одноклітинних тварин називають таксисами. Наприклад, позитивний фототаксис – рух у напрямку до світла, негативний фототаксис – рух у напрямку від світла.
Під тропізмами розуміють певний характер росту, властивий рослинам. Так, стеблу притаманний позитивний геліотропізм, оскільки воно росте у напрямку до сонця, а кореню притаманний позитивний геотропізм, оскільки його ріст здійснюється у напрямку до центру Землі. Для рослин характерні також настії – рух частин рослинного організму, наприклад листя впродовж світлого дня, що залежить від розташування сонця. Усе це приклади подразливості.
12. Дискретність – це важлива спільна властивість матерії. Слово «дискретність» походить від латинського discretus, що означає переривчастий, поділений, такий, що складаєтьсяз окремих частин. Життя на Землі проявляється у вигляді дискретних форм. Будь-яка біологічна система (наприклад, організм, популяція, вид, біоценоз) складається з окремих, проте взаємопов’язаних, взаємозалежних і взаємодіючих частин, що утворюють структурно-функціональну єдність.
13. Важливою властивістю живих систем є авторегуляція. Живі організми, які живуть у безупинно мінливих умовах середовища, можуть підтримувати сталість свого хімічного складу й інтенсивність фізіологічних процесів. Така здатність отримала назву гомеостазу.
14. Для живих систем характерна ритмічність. Періодичні зміни в навколишньому середовищі впливають на живу природу, формуючи власні ритми живих організмів. Ці ритми залежать від ритмічних процесів, характерних для Сонця, Землі та Місяця, тобто мають космічне походження. Ритмічність спрямована на узгодження функцій організмів з навколишнім середовищем і є невід’ємною властивістю живого.