Сущность жизни и свойства живого. "Открытые системы"

>> Сущность жизни и свойства живого

3. Сущность жизни и свойства живого.

1. Какие живые организмы вы знаете?
2. Чем живые организмы отличаются от неживых?
3. Какие свойства живого вам известны?

Тема: «Основные свойства жизни»

1.Оргмомент

2. Проверка знаний учащихся

1.Дать понятие термину «биология». (Наука о живом мире)

2.Какой ученый, в каком году предложил использовать термин биологии?

(Ж. Б. Ламарк в 1802)

3.Методы исследования в биологии?

4.Биологический диктант (вирусология, ботаника, антропология, энтомология, дендрология, цитология, этология, селекция, генетика, бионика)

5.Ученые.

3.Изучение нового материала

Сущность жизни и свойства живого.

1. Какие живые организмы вы знаете?

2. Чем живые организмы отличаются от неживых?

3. Какие свойства живого вам известны?

Обычное определение биологии как «науки о жизни» имеет смысл лишь в том случае, если мы представляем себе, что такое жизнь.

На первый взгляд все кажется просто. Даже маленький ребенок скажет, что камень неживой, а кошка живая. На самом деле дать определение жизни очень сложно.

Во второй половине XIX в. Ф. Энгельс, обобщив естественнонаучные знания своего времени, дал самое известное определение жизни: это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белков.

Последующие открытия в биологии показали, что данное определение не раскрывает всей сущности жизни.

Попытки современных ученых дать полное определение жизни также не увенчались успехом. Дело в том, что живые организмы обладают рядом признаков, отсутствующих у большинства неживых систем, но среди этих признаков нет ни одного такого, который был бы присущ только живому. Например, для живых организмов характерен рост, но ведь и кристаллы растут! Поэтому проще всего дать определение жизни, перечислив основные свойства живых организмов.

1. Живые организмы имеют сходный химический состав и единый принцип строения.

Живые организмы «построены» из тех же химических элементов, что и объекты неживой природы. Однако соотношение их в живом и неживом различно. Живые организмы на 98% состоят из четырех элементов - углерода, кислорода, азота и водорода, которые участвуют в образовании сложных органических молекул (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры - основные компоненты живого) . Все живые организмы имеют клеточное строение. Клетка является единой структурно-функциональной единицей, а также единицей развития всех живых организмов на Земле.

2.Основной структурной единицей почти всех организмов является клетка.(в многоклеточных - ткани, органы, системы органов)

3.Все живые организмы представляют собой «открытые системы», т. е. устойчивые лишь при условии непрерывного поступления в них энергии и вещества из окружающей среды.

Зеленые растения используют солнечную энергию для синтеза органических веществ, из которых строится их тело. Другие организмы получают энергию в результате распада сложных органических веществ пищи на более простые.

Таким образом, живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступают энергия (солнечная или химическая) и питательные вещества извне.

Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой: из нее они получают вещества, необходимые для жизни, а в нее выделяют продукты жизнедеятельности.

В неживой природе можно наблюдать, казалось бы, сходные процессы. Так, пламя костра или свечи никто не назовет живым. Однако в процессе горения поглощаются органические вещества (дрова, воск) и кислород воздуха, а выделяются углекислый газ и другие вещества. В основе работы многих механизмов, созданных человеком, также лежат «обменные процессы».

В отличие от обменных процессов в неживой природе живых организмов самыми важными стали процессы синтеза и распада.

Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава и строения организма, его рост, размножение и существование в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

4.Живые организмы реагируют на изменение факторов окружающей их среды. Раздражимость

В процессе эволюции у живых организмов выработалась потребность избирательно реагировать на внешние воздействия. У одних реакции проявляются быстро (например, животные убегают, нападают, прячутся, сжимаются и т. д.), -- других - медленно (например, растения поворачивают листья к свету).

5.Живые организмы развиваются. Рост и развитие

Развитие характерно как для живой, так и для неживой материи. Но живым организмам свойственно упорядоченное, постепенное и последовательное развитие. У каждого живого организма развитие связано с реализацией наследственной программы и обычно сопровождается увеличением его массы. Последнее происходит за счет образования новых молекул, элементарных клеточных структур и самих клеток.

Развитие характерно не только для отдельного организма, но и для живой природы в целом. В результате исторического развития, или эволюции, появилось все многообразие живых организмов на нашей планете.

Рост-увеличение размеров и массы организма

6.Все живое размножается. Самовоспроизведение.

Новые организмы - от бактерии до человека - возникают только в результате бесполого или полового размножения особей данного вида.

7.Все живые организмы обладают наследственностью и изменчивостью.

Наследственность - способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Информация о том, каким должен быть организм, закодирована в его генетическом материале - хромосомах и генах.

Хотя потомки похожи на родителей, двух совершенно одинаковых организмов не существует. Это объясняется тем, что в генетическом материале происходят случайные изменения, приводящие к появлению у организма новых признаков и свойств.

Изменчивость создает разнообразный материал для отбора наиболее приспособленных к конкретным условиям особей, а это, в свою очередь, приводит к появлению новых видов организмов.

8.Живые организмы приспособлены к определенной среде обитания. Приспособленность

Даже по внешнему виду часто можно определить, какой образ жизни ведет данный организм. Например, вы сразу отличите хищную птицу от зерноядной, влаголюбивые растения от растений пустынь.

Таким образом, живые организмы резко отличаются от неживых систем сложностью строения и высокой упорядоченностью протекающих в них физиологических процессов. Эти отличия придают жизни качественно новые свойства.

Жизнь. Обмен веществ. Процессы синтеза и распада. «Открытая система». Размножение. Наследственность. Изменчивость. Развитие.

Закрепление.

Кроссворд

1.Почему очень сложно дать определение понятию «жизнь»?

2.В чем различие химической организации живых организмов и объектов неживой природы?

3.Почему живые организмы называют «открытыми системами»?

4.Чем различаются процессы обмена у живых организмов и в неживой природе?

5.Какова роль изменчивости и наследственности в развитии жизни на нашей планете?

Краткое содержание вводного раздела

Биология - наука о жизни - одна из древнейших наук. Знания о живых организмах человек накапливал на протяжении тысячелетий. По мере накопления знаний происходила дифференциация биологии на самостоятельные науки (ботаника, зоология, микробиология, генетика и др.). Все больше возрастает значение пограничных дисциплин, связывающих биологию с другими науками - физикой, химией, математикой и др. В результате интеграции возникли биофизика, биохимия, космическая биология и др.

В настоящее время биология - комплексная наука, сформировавшаяся в результате дифференциации и интеграции разных дисциплин.

В биологии применяются различные методы исследования. К наиболее важным из них относят наблюдение, эксперимент, сравнение.

Биология изучает живые организмы. Живые организмы являются «открытыми системами», получающими энергию и питательные вещества из окружающей среды. Они реагируют на внешние воздействия, содержат всю информацию, необходимую им для развития и размножения, и приспособлены к определенной среде обитания.

4.Подведение итогов урока.

Домашнее задание п.2, в.1-3, сделать табличку «Живое-неживое»

В качестве затравки немного сведений из Википедии:

Жизнь - активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования; совокупность физических и химических процессов, протекающих в клетке, позволяющих осуществлять обмен веществ и её деление (вне клетки жизнь не существует, вирусы проявляют свойства живой материи только после переноса генетического материала в клетку). Приспосабливаясь к окружающей среде, живая клетка формирует всё многообразие живых организмов. Основной атрибут живой материи - генетическая информация, используемая для репликации.

Более или менее точно определить понятие «жизнь» можно только перечислением качеств, отличающих её от нежизни. На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако учёные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется: организацией, метаболизмом, ростом, адаптацией, реакцией на раздражители и воспроизводством. Также можно сказать, что жизнь является характеристикой состояния организма.

Также под словом «жизнь» понимают период существования отдельно взятого организма от момента возникновения до его смерти

Определения

Имеется большое число определений понятия «жизнь», отражающих различные подходы. Многочисленные определения сущности жизни можно свести к трем основным. Согласно первому подходу, жизнь определяется носителем её свойств (например, белком); согласно второму подходу, жизнь рассматривают как совокупность специфических физико-химических процессов. И, наконец, третий подход - определить минимально возможный набор обязательных свойств, без которых никакая жизнь невозможна.

Фридрих Энгельс дал следующее определение: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».

Жизнь можно определить как активное, идущее с затратой полученной извне энергии, поддержание и самовоспроизведение молекулярной структуры.

Русский ученый М. В. Волькенштейн дал новое определение понятию жизнь: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров - белков и нуклеиновых кислот»[источник не указан 822 дня].

Согласно взглядам одного из основоположников танатологии М. Биша, жизнь - это совокупность явлений, сопротивляющихся смерти.

С точки зрения второго начала термодинамики, жизнь - это процесс, или система, вектор развития которой противоположен по направлению остальным, «неживым» объектам вселенной, и направлен на уменьшение собственной энтропии (см. Тепловая смерть).

В. Н. Пармон дал следующее определение: «Жизнь - это фазово-обособленная форма существования функционирующих автокатализаторов, способных к химическим мутациям и претерпевших достаточно длительную эволюцию за счёт естественного отбора».

По Озангеру и Моровицу (англ.)русск.: «Жизнь есть свойство материи, приводящее к сопряженной циркуляции биоэлементов в водной среде, движимая, в конечном счете, энергией солнечного излучения по пути увеличения сложности»

Существуют также кибернетические определения жизни. По определению А. А. Ляпунова, жизнь - это «высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул».

Существует и физиологическое определение жизни, данное в 1929 году А. Ф. Самойловым, которое не было великим учёным до конца исследовано:

«Жизнь - это замкнутый круг рефлекторной деятельности». Разрыв данного круга в любом его месте (состояние «комы») означает резкое ограничение параметров жизни или даже отсутствие жизни. Сейчас можно несколько расширить данное понятие и указать причины, от которых зависит данный «замкнутый круг». А именно: состояние внешней среды, «власти воли» индивидуума, внутренних вегетативных начал организма, неподвластных «власти воли». Отметим, что понятие «власть воли» так же введено в научное обращение А. Ф. Самойловым.

Имеется большое число определений понятия «жизнь», отражающих различные подходы. Многочисленные определения сущности жизни можно свести к трем основным.

Согласно первому подходу, жизнь определяется носителем её свойств (например, белком); согласно второму подходу, жизнь рассматривают как совокупность специфических физико-химических процессов. И, наконец, третий подход - определить минимально возможный набор обязательных свойств, без которых никакая жизнь невозможна.

Более или менее точно определить понятие «жизнь» можно только перечислением качеств, отличающих её от не жизни. На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако учёные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется: организацией, метаболизмом, ростом, адаптацией, реакцией на раздражители и воспроизводством.

Также можно сказать, что жизнь является характеристикой состояния организма.

Многие считают характерным свойством живого тела его способность к движению. После смерти оно утрачивает подвижность.

Однако, если бы мы решились дать определение живому телу как телу, способному к движению, мы бы, конечно, ошиблись, так как, с одной стороны, известно множество несомненно живых тел, но неподвижных, например: губки, почти все растения.

С другой стороны, известен ряд тел, способных к активному движению, но, несомненно, неживых, например все движущиеся машины и механизмы, созданные человеком. Таким образом, определить живое тело по одной способности его к движению нельзя.

Еще один признак живых тел - это способность их к размножению. Действительно, способность к порождению себе подобных - очень характерное свойство живого. Однако и этот признак не может считаться постоянным и верным признаком жизни, так как, с одной стороны, существует ряд несомненно живых существ, не способных к воспроизведению потомства, например рабочие пчелы, мулы или кастрированные животные; с другой стороны, современная техника (техническая кибернетика) может конструировать и создавать машины, способные воспроизводить подобные себе машины.

Из вышеперечисленного хорошо видно, что охарактеризовать явление жизни представляет непростую задачу. Жизнь является сложнейшей системой, поэтому любая попытка определения соответствующего понятия сталкивается с непреодолимыми трудностями: оно все время выскальзывает за рамки всякого сколь угодно точного и обширного определения.

1. Какие живые организмы вы знаете?

К живым организмам относят животных, растения, бактерии, грибы, вирусы.

2. Чем живые организмы отличаются от неживых?

Живые биологические системы резко отличаются от неживых систем сложностью строения и высокой упорядоченностью протекающих в них физиологических процессов.

3. Какие свойства живого вам известны?

6. Всё живое размножается.

Вопросы

1. Почему очень сложно дать определение понятия «жизнь»?

Дело в том, что живые организмы обладают рядом признаков, отсутствующих у большинства объектов неживой природы, но среди этих признаков нет ни одного такого, который был бы присущ только живому. Например, для живых организмов характерен рост, но ведь и кристаллы растут. Поэтому проще всего дать определение жизни, перечислив основные свойства живого, или жизненные свойства.

2. В чём заключается различие химической организации живых организмов и объектов неживой природы?

Живые организмы «построены» из тех же химических элементов, что и объекты неживой природы. Однако соотношение их в живом и неживом различно. Живые организмы на 98 % состоят из четырёх элементов - углерода, кислорода, азота и водорода, которые участвуют в образовании сложных органических молекул - белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров.

3. Каковы основные свойства живого?

1. Живые организмы имеют сходный химический состав и единый принцип строения.

2. Все живые организмы представляют собой открытые биологические системы, т. е. системы, устойчивые лишь при условии непрерывного поступления в них энергии и вещества из окружающей среды.

3. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой: из неё они получают вещества, необходимые для жизни, а в неё выделяют продукты жизнедеятельности.

4. Живые организмы реагируют на изменение факторов окружающей их среды.

5. Живые организмы развиваются.

6. Всё живое размножается.

7. Все живые организмы обладают наследственностью и изменчивостью.

8. Живые организмы приспособлены к определённой среде обитания.

4. Чем различаются процессы обмена у живых организмов от аналогичных процессов, встречающихся в неживой природе?

В отличие от «обменных процессов» в неживой природе, у живых организмов самыми важными стали процессы биосинтеза и распада веществ. Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава и строения организма, его рост, размножение и существование в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

5. В чём может проявляться приспособленность организмов к среде обитания? Приведите соответствующие примеры.

Даже по внешнему виду часто можно определить, какой образ жизни ведёт данный организм. Например, вы сразу отличите хищную птицу от зерноядной, влаголюбивые растения от растений пустынь.

Задания

1. Объясните, почему живые организмы называют открытыми биологическими системами.

Открытые биологические системы – это системы, устойчивые лишь при условии непрерывного поступления в них энергии и вещества из окружающей среды.

Зелёные растения используют солнечную энергию для синтеза органических веществ, из которых строится их тело. Другие организмы получают энергию в результате распада сложных органических веществ пищи на более простые. Таким образом, живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступают энергия (солнечная или химическая) и питательные вещества извне.

2. Перечислите известные вам уровни организации живого. Попробуйте привести примеры соответствующих им биологических систем.

Учёные выделяют следующие уровни организации живого: молекулярный (молекулы, из которых состоит клетка), клеточный (мышечная клетка), организменный (волк), популяционно-видовой (популяция волков в смешенном лесу), экосистемный (сосновый лес) и биосферный (биосфера).