Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Физика arrow Естествознание

3. БИОЛОГИЯ

3.1. Основные понятия классической биологии

Биология в переводе с латинского означает «наука о жизни» (bios - жизнь, logos - наука).

Все разделы классической биологии объясняют свойства изучаемых объектов преимущественно строением этих объектов и свойствами составляющих их компонентов, в том числе химическими и физическими. Активное использование биологами достижений физики, химии, кибернетики зачастую приводило к невозможности однозначного определения, где заканчивается одна наука и начинается другая. В результате в последние десятилетия в рамках классической науки, помимо традиционных разделов биологии (ботаника, зоология, анатомия, физиология и др.), сформировался целый ряд более современных отраслей на так называемом стыке: биохимия, биофизика, молекулярная биология, генная инженерия и др. Общая биология изучает закономерности существования организмов, общие для всех разделов биологии. Важнейшим понятием общей биологии является понятие «жизнь». Оно настолько тесно связано с понятием «организм», что они определяются друг через друга.

Жизнь - это совокупность процессов, обеспечивающих сохранение гомеостаза, развитие и размножение организма.

Организм - любое живое существо.

Существуют две формы живых организмов но типу питания: авто- трофы и гетеротрофы.

Автотрофы - организмы, способные получать самостоятельное питание за счет воды, углекислого газа, энергии солнца, энергии химических реакций. К таким организмам относятся растения и некоторые виды бактерий. В частности у растений энергия солнечного света преобразуется в энергию химических связей (растения - накопители солнечной энергии). Этот процесс называется фотосинтезом. За счет энергии солнца, С'СЬ и воды образуются молекулы глюкозы. Впоследствии, при распаде сахаров, освобождается энергия, необходимая растениям для осуществления процессов жизнедеятельности.

Некоторые бактерии используют энергию химических связей (хемосинтез). Известны бактерии, извлекающие энергию окисления аммиака в азотную кислоту, другие извлекают энергию из окисления двухвалентного железа в трехвалентное (железобактерии) или окисления сероводорода до серной кислоты (серобактерии).

Гетеротрофы - ортанизмы, питающиеся готовыми органическими веществами, - животные, многие микроорганизмы. При распаде сложных молекул пищи образуются простые вещества, освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности организмов.

Гомеостаз - динамичное постоянство параметров и химического состава организма, сохраняющееся при изменениях параметров внешней среды, воздействующей на нег о. Например, при колебаниях температуры окружающей среды от +30 до -30°С температура тела здоровою человека будет колебаться в пределах от +36,2 до + 36,9°С. Соотношение концентраций ионов Н+ и ОН в крови человека также не меняется при приеме любой пищи.

Развитие - эго возрастание уровня приспособленности к внешней среде за счёт необратимого изменения строения систем органов. Как правило, развитие организма сопровождается его ростом - увеличением размеров. Можно выделить два этапа развития - позитивное и негативное. Под негативным развитием подразумеваются деградация и старение, приводящие к уменьшению уровня приспособленности к внешней среде.

Существо признаётся живым, если в нём сохраняются процессы, обеспечивающие хотя бы одно из направлений, перечисленных в определении жизни. Например, если организм по каким-то причинам оказывается неспособным к размножению, но сохраняет способность поддерживать гомеостаз и развиваться, он считается живым. Если в силу особенностей организма не поддерживается в полном объёме гомеостаз (пресмыкающиеся, принимающие температуру окружающей среды), но сохраняется способность к развитию и размножению, такой организм также считается живым.

Следует отметить, что попытки экспериментально доказать естественное происхождение жизни на земле из неживого материала пока не увенчались успехом. Хотя неорганические вещества при определённых условиях могут превращаться в органические, образовывать белковые молекулы и даже рибонуклеиновые кислоты, однако получить из этого органического материала тело с характерными признаками жизни ещё никому не удалось.

Между тем стало известно, что на земле не существует геологических пород, не содержащих живого вещества. Хотя бы на уровне одноклеточных организмов. Даже самые древние породы, насчитывающие 3,5 млрд лет, содержат включения, наличие которых можно объяснить только жизнедеятельностью микроорганизмов того времени. Это позволяет говорить о «геологической вечности» жизни на Земле.

Теперь рассмотрим поня тия, описывающие свойства живого организма:

Движение - это способность передвигаться в пространстве. У простейших (одноклеточных) организмов органами передвижения служат реснички, жгутики, ложноножки, миофибриллы, у многоклеточных организмов сложноразвитые конечности. Для растений также характерна способность к движению, хотя и не столь выраженная (рассеивание семян и спор, передвижение с помощью корневищ и др.).

Рост - это способность увеличиваться в размерах и массе за счет деления клеток и растяжения тканей.

Раздражимость ? способность давать ответные реакции на различные раздражители (химические, физиологические и др.). Реакции могут быть самыми разнообразными - от механического движения (отдёргивание руки от горячего утюга) до изменения химического состава тканей (изменение окраски у хамелеона).

Размножение - способность воспроизводить себе подобные организмы. Эго, пожалуй, самый характерный признак живою. Любой живой организм стремится оставить после себя максимально большее количество потомков. Эго свойство генетически заложено в каждом живом организме. Потомки сохраняют и, в свою очередь, передают генофонд родителей по наследству.

Совокупность перечисленных признаков, несомненно, характеризует живое как открытую систему, связанную с неживой природой обменом веществ и энергией, способную активно реагировать на изменения ее параметров и, по возможности, оставлять потомство.

Метаболизм - это обмен веществ между организмом и внешней средой (рис. 3.1). Иногда под этим термином подразумевают обмен веществ между различными органами внутри организма. Таким образом, организм является открытой системой, постоянно обменивающейся веществами и энерг ией с внешней средой.

Организмы поглощают из окружающей среды различные вещества (нища, атмосферный воздух) и выделяют в среду продукты обмена (рис. 3.2).

Итак, живой организм существует только при условии обмена веществ, результатом которого являются ассимиляция или диссимиляция.

Ассимиляция (или пластический обмен) - это процесс иеггользования веществ, поступающих в организм, для «строительства» его тела.

Диссимиляция (энергетический обмен) - это процесс использования энергии, выделяющейся при окислении веществ, поступающих в организм.

Простейшая схема метаболизма

Рис. 3.1. Простейшая схема метаболизма

Схема обмена веществ между живым организмом и окружающей средой

Рис. 3.2. Схема обмена веществ между живым организмом и окружающей средой

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы