Биологические закономерности существования живой материи.

Охремчук Г.П.

КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ

По Биологии

Хабаровск

УДК – 574.577.

ББК – 28.0

О-927

Охремчук Г.П. Краткий курс лекций по биологии. Учебное пособие для студентов ДВГАФК. – изд. 2, испр. – Хабаровск, ДВГАФК, 2009 г. – 66 с.

Рекомендовано методическим советом ДВГАФК в качестве учебного пособия для самостоятельной работы студентов ДВГАФК.

Рецензенты: к.м.н., проф. Замараев В.А.

к.п.н., проф. Хромина Т.В.

УДК – 574.577.

ББК – 28.0

О-927

Лекция 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЖИВОЙ МАТЕРИИ.

План лекции:

БИОЛОГИЯ КАК НАУКА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИЗНИ, ЖИВОГО.

СУБСТРАТ ЖИВОГО.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ЖИЗНЬ.

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ.

Биос - жизнь, логос - наука, таким образом, биология - наука о жизни. Жизнь - качественно новая, особая форма существования материи, высшая по сравнению с физической и химической формами её существования. Живые тела построены из тех же химических элементов, что и неживые, но форма существования материи, форма её организации в живом иная, чем в неорганической природе. Живое качественно отличается от неживого. Субстрат и закономерности существования живого имеют свои, только им присущие особенности.

Под субстратом жизни следует понимать прежде всего комплексвеществ, принадлежащих к двум классам биополимеров - это белки и нуклеиновые кислоты.

Закономерности, которые характеризуют жизнь: дискретность и целостность, обмен веществ и энергии, структурность, способность к репродукции, наследственность, изменчивость, рост и развитие, раздражимость, внутренняя регуляция и др.

Жизнь - одновременно целостна и дискретна (прерывиста).

Органический мир целостен, существование одних организмов зависит от других. В упрощенной схеме это можно представить так: хищники нуждаются в растительноядных, растительноядные – в существовании растений, растения – в СО₂, который выделяется в атмосферу живыми организмами; кроме того, они поглощают из почвы минеральные вещества, количество которых не истощается благодаря разложению органических веществ и т.д.

Таким образом, органический мир сложен, т.к. составляет систему взаимосвязанных частей, в то же время он дискретен, так как состоит из отдельных единиц – особей. Каждый организм, в свою очередь, дискретен, так как сам состоит из органов, тканей, клеток, но вместе с тем каждый орган – это часть целого организма.

2. Структурная организация. Живое построено из тех же химических элементов, что и неживое, но характеризуется более высокой сложностью химических соединений, упорядоченностью комплексов молекулярных и надмолекулярных структур. В способности живого создавать порядок из хаотического движения молекул состоит его важное отличие от неживого. Упорядоченность в пространстве сопровождается упорядоченностью во времени – обеспечивающей строгую последовательность процессов, протекающих в живых организмах. Структурная организация в широком смысле, то есть определенная упорядоченность, обнаруживается не только в жизнедеятельности отдельных организмов. Организмы различных видов, связанные средой обитания составляют биоценозы, совокупность живого на земле – биосфера. Таким образом, упорядоченность – свойство живого на всех уровнях – от молекулы до биосферы.

3. Обмен веществ и энергии – «Жизнь есть способ существования белковых тел – в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел.» Ф. Энгельс.

Обмен веществ в живой и неживой природе принципиально, качественно различны.

Горящий кусок угля находится в состоянии обмена с окружающей природой – происходит включение кислорода в химическую реакцию и выделение углекислого газа.

Железо ржавеет под действием факторов окружающей среды. В результате этих процессов неживые тела перестают быть тем, чем они были. Наоборот, для тел живой природы обмен с окружающей средой является условием их существования. В живых организмах обмен веществ приводит к самообновлению и самовоспроизведению, т.е. построение живого организма идет за счёт усвоения веществ из окружающей среды. Обмен веществ поддерживает постоянство внутренней среды организма - гомеостаз. Организму свойственно постоянство химического состава. Существуют внутренние механизмы, поддерживающие постоянство внутренней среды, температуры, давления, состава крови.

Существует биоценотический гомеостаз - регулирующий обмен веществ между организмами и окружающей их неживой природой.

4. Репродукция (воспроизведение). Жизнь на любом уровне поддерживается благодаря репродукции, благодаря репродукции жизнь вида не прекращается. В процессе обмена веществ в каждом организме постоянно изнашиваются структурные элементы, которые благодаря репродукции заменяются вновь образующимися. Это имеет место на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях. Репродукция на молекулярном уровне осуществляется на основе матричного синтеза, т.е. новые молекулы синтезируются в соответствии с программой, заложенной в структуре ранее существовавших молекул белков и нуклеинов.

5. Наследственность – обеспечивает материальную преемственность между поколениями организмов. Благодаря наследственности из поколения в поколение передаются признаки, обеспечивающие приспособление организмов к среде обитания.

6. Изменчивость – свойство, противоположное наследственности, и характеризуется появлением признаков, отличающихся от типичных. Если бы репродукция осуществлялась только в виде преемственности всех свойств и признаков, то эволюция органического мира была бы невозможна. Но живой природе свойственна изменчивость. В первую очередь она связана с “ошибками” при репродукции. По-иному построенные молекулы нуклеиновой кислоты несут новую наследственную информацию. Эта информация может быть вредной для организма, но в ряде случаев организм приобретает новые, полученные в данных условиях свойства. Новые свойства закрепляются отбором. Так создаются новые виды, что создаёт предпосылки для видообразования, эволюции и существования жизни.

6. Рост и развитие. Организмы, появляющиеся в результате репродукции, наследуют не готовые признаки, а определенную генетическую информацию, возможность развития тех или иных признаков. Эта наследственная информация реализуется во время индивидуального развития, прежде всего, в увеличении массы тела, а также в усложнении функций.

7. Раздражимость – свойство всего живого, она проявляется в реакциях организма на воздействие внешней среды. Благодаря этому свойству достигается уравновешивание организма с окружающей средой – организмы избирательно реагируют на воздействие окружающей среды и способны извлекать из неё необходимые для своего существования вещества, а следовательно осуществлять обмен веществ и энергии.

8. Внутренняя регуляция – осуществляется по принципу обратной связи, т.е. продукты жизнедеятельности могут оказывать сильное специфическое воздействие на те ферменты, которые составляют начальное звено в длинной цепи реакций.