Свойства живой материи

Санкт-Петербург

Введение

Часть 1. Организация жизни на Земле. Основы цитологии и молекулярной биологии

Предмет биология, методы биологических исследований, свойства живой материи, уровни организации живой материи

Биология - наука о живых организмах. Многообразие живой природы настолько велико, что современная биология представляет собой комплекс наук, значительно отличающихся одна от другой. При этом каждая имеет собственный предмет изучения, методы, цели и задачи. Например, вирусология (наука о вирусах), микробиология (наука о микроорганизмах), микология (наука о грибах), ботаника (наука о растениях) и т.д.

Биология принадлежит к комплексу естественных наук, то есть наук о природе. Она тесно связана с фундаментальными науками (математикой, физикой, химией), естественными (геологией, географией, почвоведением), общественными (психологией, социологией), прикладными (биотехнологией, растениеводством, охраной природы).

Биологические знания используются в пищевой промышленности, фармакологии, сельском хозяйстве. Достижения биологии используются при решении таких проблем, как взаимоотношения общества с окружающей средой, рационального природопользования и охраны природы, продовольственного обеспечения.

Методы биологических исследований

• Наблюдение (с наблюдений начинаются все биологические исследования, наблюдать можно за поведением животных, делением клетки, ростом организмов и т.д.).
• Описание (заключается в сборе и описании фактов).
• Сравнение (заключается в анализе сходства и различий изучаемых объектов, а также сравнение описаний, сделанных разными людьми и в разное время).
• Исторический метод выясняет закономерности появления и развития организмов.
• Гипотеза (интерпретация при помощи предположений причин различий, выявленных в результате сравнений).
• Метод эксперимента (позволяет изучать явления природы в заданных условиях, менять условия протекания биологических процессов; отличительная черта - повторяемость).
• Метод моделирования (воспроизведение процесса или явления в виде модели).

Свойства живой материи

Общепринятого определения понятия " жизнь" не существует, но можно выделить признаки (свойства) живой материи, отличающие ее от неживой. Совокупность этих критериев характеризует живую материю.

1. Обмен веществ. У живых организмов постоянно происходит обмен веществ с окружающей средой. Для поддержания жизнедеятельности и воспроизведения в последующих поколениях организм должен поглощать энергию (кванты света или готовые органические соединения) и выделять при этом окисленные продукты жизнедеятельности. Обмен веществ – необходимый, но недостаточный критерий жизни. Мертвые организмы тоже могут обмениваться веществами с окружающей средой. На этом, в частности, основан процесс образования окаменелостей.

2. Использование внешних источников энергии. Все живые системы являются открытыми, так как обмениваются с окружающей средой веществом и энергией. Именно затрата энергии позволяет отличить живые существа от других самовоспроизводящихся структур, например, кристаллов.

3. Поддержание и воспроизведение специфической структуры. Воспроизведение – это процесс, при котором система сама воспроизводит себя и поддерживает свою целостность, используя для этого элементы окружающей среды с более низкой упорядоченностью. Специфическая структура – это воспроизведение из поколения в поколение упорядоченности, характерной для вида, к которому организм принадлежит. В основе лежит информация, заложенная в молекулах нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).

4. Наследственность. Способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколение в поколение.

5. Изменчивость. Способность организмов приобретать новые признаки и свойства.

6. Способность к росту и развитию. Рост – это увеличение в размерах и массе с сохранением общих черт строения. Рост сопровождается развитием, в онтогенезе последовательно и постепенно проявляются все свойства организма.

7. Раздражимость. Свойство живых организмов реагировать на внешние воздействия.

8. Саморегуляция. Способность организмов обеспечивать постоянство своего химического и физиологического состава в изменяющихся условиях окружающей среды.

9. Ритмичность. Периодические изменения интенсивности физиологических функций с различными периодами колебаний. Например, суточные ритмы бодрствования и сна, сезонные колебания активности и спячки.