МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И КЛЕТОЧНЫЕ ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОРГАНИЗМА

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИВЫХ СИСТЕМ И ИХ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКА И ЕЕ СТРОЕНИЕ

В результате изучения данной главы студенты должны:

знать

  • • основные признаки живых существ;
  • • минеральные и органические вещества в составе живых систем и их функции;
  • • основные положения клеточной теории, строение клетки, функции ее органелл;

уметь

  • • давать современное определение жизни, перечислять макро- и микроэлементы в живых системах;
  • • определять химические характеристики белков, углеводов, жиров и нуклеиновых кислот;

владеть

• навыками определения отличий живой материи от неживой, макроэлементов от микроэлементов.

Феномен жизни. Основные свойства живого

Феномен жизни интересовал людей всегда. В донаучный период для его объяснения привлекалось божественное начало. Современные естественные науки рассматривают жизнь как особую, качественно отличную форму существования материи, более высокую по сравнению с физической и химической формами. Но удачному определению отечественного биофизика Михаила Владимировича Волькенштейна, «живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из полимеров — белков и нуклеиновых кислот»[1].

Все без исключения живые существа обладают целым рядом общих свойств. Некоторые из этих свойств присущи и неживой материи, но их совокупность характерна только для живых существ. Ниже рассмотрим эти свойства подробнее.

1. Единство химического состава. В состав живых существ входят те же химические элементы, что и в состав неживых объектов, но в других соотношениях: в живых существах 98% массы приходится на углерод, кислород, азот и водород. Эти элементы участвуют в образовании сложных органических молекул: нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов. Кислород

и водород, кроме того, входят в состав воды — самого распространенного соединения в живой природе. Поэтому углерод, кислород, азот и водород называют органогенными химическими элементами. Еще 1,8% приходится на долю калия, натрия, кальция, магния, фосфора, хлора, серы, железа. Эти элементы вместе с органогенными называют макроэлементами. К микроэлементам относят цинк, марганец, кобальт, медь, молибден и некоторые другие. Наконец, ультрамикроэлементы (золото, ртуть, радий и др.) присутствуют в живых системах в следовых количествах.

  • 2. Единство структурной организации. Универсальной структурнофункциональной единицей всех живых организмов на Земле является клетка. Исключением являются вирусы, однако свойства живого вирусы проявляют лишь внутри клетки. Вне клетки жизни нет.
  • 3. Открытость. Обязательным условием существования всех живых организмов является непрерывное поступление из окружающей среды веществ и энергии и удаление во внешнюю среду продуктов обмена. Такие системы называются открытыми.
  • 4. Обмен веществ и энергии. Обмен веществ во всех живых организмах происходит в результате двух взаимосвязанных процессов: синтеза органических веществ за счет внешних источников энергии — света и пищи, и распада сложных органических молекул с выделением и запасанием энергии, которая затем расходуется организмом на его нужды.
  • 5. Саморегуляция. Все живые организмы находятся под воздействием условий окружающей среды, которые непрерывно меняются. Вместе с тем, для процессов жизнедеятельности любого организма требуются строго определенные условия. Эти условия обеспечивают механизмы саморегуляции, которые сохраняют относительную стабильность внутренней среды организма, т.е. поддерживают постоянство химического состава и основных физических характеристик, а также интенсивность течения физиологических процессов (гомеостаз, от греч. opoioq — одинаковый и ашац; — состояние).
  • 6. Самовоспроизведение (репродукция, размножение). Важнейшим свойством всех живых организмов является способность к самовоспроизведению. В ее основе лежит передача информации о строении и функциях любого живого организма, закодированная в структуре нуклеиновых кислот.
  • 7. Наследственность и изменчивость. Наследственность — всеобщая способность организмов передавать свои признаки и особенности развития последующим поколениям. При этом наследственная информация способна к изменениям — изменчивости, благодаря которой потомки не являются копиями своих родителей.
  • 8. Рост и развитие. Рост — это увеличение живого объекта в размерах и массе при сохранении всех присущих ему признаков. Рост сопровождается развитием. В процессе индивидуального развития (онтогенеза) происходит постепенное поэтапное формирование взрослого организма, и проявляются его индивидуальные свойства.
  • 9. Раздражимость. Все живые системы способны реагировать на внешние и внутренние воздействия. Это свойство называется раздражимостью.

Раздражимость лежит в основе процессов возбуждения и торможения в НС, обеспечивая быструю и надежную регуляцию в многоклеточных организмах. Благодаря раздражимости организм постоянно меняет свою деятельность и поддерживает постоянные условия внутренней среды - гомеостаз.

Химические элементы входят в состав живых систем в виде молекул неорганических и органических соединений. Ниже будут рассмотрены основные группы таких соединений и их функции в живых организмах.

  • [1] См.: Биология : справочник / Н. В. Чебышев [и др.]. М., 2010.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >