Что такое жизнь. Основные свойства живых систем

По современным представлениям, жизнь — это способ существования открытых коллоидных систем, обладающих свойствами саморегуляции, воспроизведения и развития на основе биохимического взаимодействия белков, нуклеиновых кислот и других соединений вследствие преобразования веществ и энергии из внешней среды.

Живые системы обладают рядом общих свойств и признаков, которые отличают их от неживой природы. Живые организмы отличаются высокоупорядоченным строением, их структурной и функциональной единицей является клетка. Все организмы представляют собой открытые системы, являющиеся устойчивыми лишь при условии непрерывного доступа к ним веществ и энергии извне. Живые организмы извлекают, преобразуют и используют вещества и энергию из окружающей среды и возвращают в нее продукты распада и преобразованную энергию, например, в виде тепла. Таким образом, для организмов характерен обмен веществ с окружающей средой и энергозависимость.

Для живых систем характерно такое свойство, как дискретность (прерывистость). Это означает, что живой организм или иная биологическая система отграничены от окружающей среды структурами, которые затрудняют обмен веществ, сводят к минимуму потери веществ и служат для поддержания пространственного единства системы.

И то же время любая живая система характеризуется целостностью — составляющие ее дискретные части интегрированы в единое целое.

Живые организмы обладают способностью поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность обменных процессов. Недостаток поступления каких-либо веществ мобилизует внутренние ресурсы организмов, а избыток — вызывает прекращение синтеза этих веществ. Это свойство называется саморегуляция.

В течение жизни организмы претерпевают ряд количественных (возрастает число клеток, масса) и качественных (дифференцировка клеток, образование тканей и органов, старение и др.) изменений, т.е. они обладают способностью к росту и развитию.

Живые организмы размножаются. При размножении они воспроизводят себе подобных, увеличивая численность.

Воспроизведение себе подобных тесно связано с наследственностью — способностью организмов передавать потомкам свои признаки и свойства в неизменном виде. В основе наследственности — стабильность носителей генетической информации — нуклеиновых кислот. Генетический материал определяет возможные пределы развития организма, его структур, функций и реакций на окружающую среду. В то же время потомки обычно бывают похожи на своих родителей, а не идентичны им. Способность организмов приобретать новые свойства и признаки называется изменчивостью.

Живые организмы адаптированы к среде обитания. Особенности строения, функции и поведения данного организма, соответствующие его образу жизни, называют адаптациями.

Для живых организмов характерна раздражимость — способность отвечать на определенные внешние воздействия специфическими реакциями. Любое изменение в окружающей среде является раздражителем, а реакция организма — проявлением раздражимости. Сочетания раздражитель-реакция могут накапливаться в виде опыта и использоваться в дальнейшем.

Жизнь.

Ж – с современно точки зрения – это особая форма существования материи, связанная с черезвычайно интенсивными процессами самоупорядочивания. Иногда утверждат.что живые объекты, в отличие от неживых сочетают в себе сразу все перечисленные св-ва(см.билет 3). к сожалении, и эта попытка не слишком удачна. Дело в том,что у целого ряда живых существ хотя б на отдельных этапах их развития отсутствует то или иное из рассмотренных св-тв. В частности, взрослые стадии некоторых насекомых не имеют пищеварительной с-мы и не могут питаться (они живут в течение всего лишь нескольких дней и выполняют одну единственную задачу- размножаться). Напротив, рабочие пчелы, шмели и муравьи успешно питаются, но полностью лишены способности к размножению.

Итак, попытка понять, что такое жизнь не дает результата при использовании аналитического подхода. Это значит, что одного анализа здесь недостаточно, и нам неоходимо прибегнуть к научному синтезу. Т.е. свести все свойства живого воедино. В конечном итоге мы получаем след определение жизни: жизнь- это особая форма существования материи, связанная с интенсивыными процессами самоупорядочивания.

Действительно, даже самая примитивно организованная бактерия содержит десятки тысяч различных в-тв, причем их молекулы расположены не хаотично.более того.в процессе своей жизнедеятельности (напр при питании,дыхании или размножении) актерия постепенно поддерживает этот порядок и время от времени вносит в него надлежащие изменения. Таким образом, она сама себя упорядочивает:

-поглощает определенные в-ва из окруж среды, синтезирует из них необходимые ей молекулы и затем неслучайно распределяет их по организму

-уничтожает часть своих молекул для получения энергии и в дальнейшем исользует эту энергию на свои нужды

-удаляет из себя побочные продукты жизнедеятельности

-увеличивает размер и массу за счет накопленных в-тв.

-формирует новые структуры и разрушает старые

-дает начало своим потомкам,каждый из которых тоже способен к самоупорядочиванию

-копирует имеющуюся у нее программу жизнедеятельности. И если в этой программе возникают ошибки, измененные копии могут достаться потомкам

-перестраивает себя в ответ на определенные воздействия

-и умирает, когда поддерживать порядок становится невозможным

То же самое характерно и для более сложных живых существ.

5. Основные особенности органических и биоорганических соединений. (из конспекта)

С – наиболее представленный элемент на земле. 4 валентен – способен вступать в сложные химические соединения. Атомы этого химического элемента способны образовывать прочные, сложные цепочки (кремний очень похож на С, но его цепочки нестабильны, поэтому кремневая жизнь на земле невозможна). Цепочки могут быть разными: по длине, по форме (линейные, разветвленные и кольцевые), по характеру связи (одинарные связи, двойные, тройные). Взаимное соответствие размеров и форм и расположение зарядов определяет углеродный скелет. Углеродный скелет подвижен. С-Н – связь ковалентно полярная. Э. о. не на столько сильно отличается, чтобы на атомах было сильные заряды. Углеродные цепочки на себе особых зарядов не несут. В основе любых химических взаимодействий в основном лежит взаимодействие заряженных частиц. Поэтому на углеродную цепочку «навешивают» другие элементы. В подавляющем большинстве случаев углеводороды не относятся к биоорганическим молекулам. За очень редким исключением живые существа углерод не используют. Биоорганические имеют сильные заряды (благодаря группам заряженных атомов присоединенных к углеродной цепочке).

Органические соединения характеризуются восстановленным состоянием атома С и N. Среди них выделяют биоорганические.
Для биоорганических характерно наличие С-С связей. Сами они неполярны, поэтому в молекуле существуют заряженные группы атомов - функциональные группы (исключение - этилен, фермент у некоторых растений). Свойства биоорганических молекул определяются строением, наличием и взаимодействием функциональных групп. Макроэлементы биоорганических соединений: С, H, N, O, P, S. Также есть микроэлементы (Fe, I, Co, Mg и др.)
Функциональные группы:
-ОН, гидроксильная - притягивает δ- (спирты)
-С=О, карбонильная - притягивает δ+ (альдегиды и кетоны)
-СООН, карбоксильная - придает молекуле сильный отрицательный заряд (кислоты)
-NР2, аминогруппа - придает молекуле положительный заряд (амины)
-SH, тио- (меркато-)группа - обладает сильными восстановительными свойствами (тиоспирты)
-Н2РО4, фосфатная - придает молекуле отрицательный заряд (органические фосфаты)
Чем больше разных функциональных групп содержит молекула, тем сложнее ее свойства и выполняемая в организме функция.

7. Углеводами называют вещества с общей формулой Cm(H2O)m, где m может иметь разные значения(чаще - от 3 до 7), но подобные молекулы могут образовывать олиго- и полисахариды при соединении между собой. Кроме углерода, водорода и кислорода, производные углеводов могут содержать и другие элементы, например азот.

Углеводы — одна из основных групп органических веществ клеток. Они представляют собой первичные продукты фотосинтеза и исходные продукты биосинтеза других органических веществ в растениях (органические кислоты, спирты, аминокислоты и др.), а также содержатся в клетках всех других организмов. В животной клетке содержание углеводов находится в пределах 1-2 %, в растительных оно может достигать в некоторых случаях 85—90 % массы сухого вещества.

Выделяют три группы углеводов:

· моносахариды или простые сахара;

· Дисахариды

· полисахариды состоят более чем из 10 молекул простых сахаров или их производных (крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин).