Реферат на тему:
организм и среда обитания.
Выполнил:
Сергеев Р.В.
Гр.585
Организм и среда обитания.
Жизнь — активное поддержание и самовоспроизведе
ние специфической структуры, идущее с затратой полученной
извне энергии. Жизнь на Земле существует в виде отдельных
организмов, и независимо от строения и размеров, организмы
всегда обособлены от окружающей их среды, при этом посто
янно находятся во взаимодействии с ней.
Для живого характерен ряд свойств, которые в совокуп
ности «делают» живое живым. Такими свойствами являются
самовоспроизведение, целостность и дискретность, рост и раз
витие, обмен веществ и энергии, наследственность и изменчи
вость, раздражимость, движение, внутренняя регуляция, спе
цифичность взаимоотношений со средой.
Живой организм — целая биологическая система, состоящая
из взаимозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотноше
ния которых и особенности строения определены их функциони
рованием как целого. Главные отличия живых организмов —
способность к саморегуляции (сохранению строения, состава
и свойств) и способность к самовоспроизведению (многократ
ному повторению своих характеристик в поколениях). По оп
ределению акад. М. В. Волькенштейна «Живые тела, сущест
вующие на Земле, представляют собой открытые, саморегули
рующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из
биополимеров — белков и нуклеиновых кислот».
Клетка — основная структурно-функциональная единица всех
живых организмов, элементарная живая система. Она может су
ществовать как отдельный организм (бактерии, простейшие,
некоторые водоросли и грибы), так и в составе тканей много
клеточных организмов. Лишь вирусы представляют собой не
клеточные формы жизни.
Со времен Аристотеля организмы прежде всего подразделя
ют на растения и животных, клетки которых принципиально
одинаковы. В современной науке — систематике, описываю-
щей все разнообразие живой природы, выделяют ряд таксо
нов, наиболее крупные из которых — бактерии, простейшие,
грибы, растения и животные; в пределах каждого царства —
типы, классы и более мелкие таксоны — группы организмов,
различающихся по структуре тела и органов и по способам осу
ществления жизненных функций.
Тем не менее большинство современных ученых признает
необходимость выделения таксона более высокого ранга. Это,
во-первых, прокариоты (от лат. pro — перед, раньше, вместо и
греч. karyon — ядро) — только одноклеточные организмы, не
имеющие истинного ядра, ограниченного мембраной. К ним
относятся бактерии, включая архе- и цианобактерии. Анало
гом ядра служит структура, состоящая из белков, дезоксири-
бонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК) кислот. Они
лишены хлоропластов, митохондрий и аппарата Гольджи.
Во-вторых, это эукариоты — одно- и многоклеточные организ
мы, имеющие в клетках истинное ядро. К ним относятся все
остальные организмы. Деление на прокариотов и эукариотов
характерно и для самых древних организмов.
Обмен веществ
Во всех клетках происходит интенсивное обновление ве
ществ и структур. Так, некоторые клетки человека живут все
го один-два дня (клетки кишечного эпителия). Поэтому непре
менным условием жизни является связь клетки с ОС. Из среды
клетка получает различные вещества, которые затем подверга
ются превращениям, ведущим к высвобождению энергии, не
обходимой для клеточной активности. Из поступающих в
клетку веществ синтезируются органические соединения, не
обходимые для построения структур клетки. Во внешнюю сре
ду выводятся не нужные клетке вещества — продукты разло
жения органических веществ.
Пластический обмен (или ассимиляция) — совокупность ре
акций синтеза органических молекул, идущих на построение тела
клетки. В клетках зеленых растений органические вещества мо
гут синтезироваться из неорганических с использованием энер
гии света или химической энергии. В клетках животных асси
миляция может идти только за счет использования для синтеза
собственных веществ (готовых органических соединений).
Процессы ассимиляции протекают с поглощением энергии.
Энергетический обмен (или диссимиляция) — совокупность
реакций, в результате которых освобождается необходимая для
клетки энергия.
Совокупность процессов диссимиляции и ассимиляции,
в ходе которых реализуется связь клетки с окружающей сре
дой, называют обменом веществ или метаболизмом:
ПЛАСТИЧЕСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ
ОБМЕН + ОБМЕН = МЕТАБОЛИЗМ.
Обмен веществ — фундаментальное свойство живых орга
низмов.
Пластический обмен
1. Биосинтез белков
Любая клетка организма способна синтезировать свои
специфические белки. Эта способность обусловлена генетически
и передается из поколения в поколение. Информация о структу
ре белков содержится в ДНК. Участок молекулы ДНК, содержа
щий информацию о первичной структуре конкретного белка,
называется геном.
Синтез белка начинается с транскрипции — процесса спи
сывания информации о структуре белка с участка ДНК (гена)
на информационную РНК. В ядре клетки находятся ДНК,
а синтез белка обычно протекает в цитоплазме на рибосомах.
Перенос информации о первичной структуре белка к месту
синтеза обеспечивает РНК. Аминокислоты, необходимые для
сборки белковых молекул, доставляются к рибосомам цито
плазмы транспортными РНК. Биосинтез протекает в присутст
вии множества ферментов, катализаторов всех реакций про
цесса. Процесс идет с участием АТФ, при распаде которой
освобождается энергия, необходимая для его осуществления.
2. Фотосинтез
Фотосинтез — процесс синтеза органических соедине
ний из неорганических веществ, идущий за счет энергии света
Все живое современной биосферы зависит от этого процес
са. Фотосинтез делает энергию Солнца и углерод доступными
для живых организмов и обеспечивает обогащение кислородом
атмосферы Земли.
3.Хемосинтез — синтез органических соединений из неорга
нических веществ с использованием химической энергии, выде
ляющейся в реакциях окисления неорганических веществ.
Энергетический обмен
Энергия существует в природе в различных формах. Это
прежде всего энергия солнечного света, а также химическая,
тепловая и электрическая. Организмам энергия необходима
для активного транспортирования веществ, для синтеза бел
ков и иных биомолекул, для мышечных сокращений при пере-2.2. Обмен веществ 39
метении в пространстве, для клеточного деления и т. д. Осу
ществление этих процессов и восполнение неизбежных потерь
в ОС в соответствии с классическими законами термодинами
ки (см. разд. 6.3.5) возможны только при постоянном притоке
энергии в организм из среды обитания.
Энергетический обмен клетки осуществляется в три этапа.
Подготовительный этап — сложные органические соеди
нения распадаются на более простые: белки на аминокислоты,
полисахариды на моносахариды и т. п.
Этап неполного окисления (анаэробное дыхание или бро
жение). Неполному окислению могут подвергаться глюкоза,
жирные кислоты, аминокислоты. При этом главным источ
ником энергии в клетке является глюкоза. При бескислород
ном окислении одной молекулы глюкозы (процесс гликолиза)
из двух молекул АДФ образуются две молекулы АТФ. В про
цессе гликолиза для нужд клетки извлекается не более 10%
энергии.
Этап полного расщепления (аэробное дыхание) протекает
с обязательным участием кислорода. При дыхании последова
тельно проходит ряд ферментативных реакций. В условиях
полного окисления, сопряженного с фосфорилированием АДФ
до АТФ, недоокисленные продукты гликолиза отдают для
нужд клетки оставшуюся в их химических связях энергию,
которая аккумулируется в АТФ.
АТФ — единый и универсальный источник энергообеспечения
клетки.
Гомеостаз
Гомеостаз-(от греч. homoios — тот же, statos — состоя
ние) — способность биологических систем противостоять измене
ниям и сохранять относительное динамическое постоянство своей
структуры и свойств. Поддержание гомеостаза — непременное
условие существования как отдельных клеток и организмов,
так целых биологических сообществ и экосистем.
Термин «гомеостаз» введен в 1932 г. американским физиологом
У. Кэнноном для характеристики процессов, обеспечивающих устойчи
вость и постоянство внутренней среды отдельного организма, и впослед
ствии распространен на живые системы разных уровней организации.
В гомеостазе (устойчивости) живых систем выделяют:
• выносливость (живучесть, толерантность -
способность переносить изменения среды без
нарушения основных свойств системы;
• упругость (резистентность, сопротивляемость) — спо
собность быстро самостоятельно возвращаться в нор
мальное состояние из неустойчивого, которое возникло
в результате внешнего неблагоприятного воздействия
на систему.
Понятие «гомеостаз» широко используется в экологии для
характеристики устойчивости различных систем. Гомеостаз
клетки определяется специфическими физико-химическими
условиями, отличными от условий внешней среды; гомеостаз
многоклеточного организма — поддержанием постоянства
внутренней среды. Константами гомеостаза животных явля
ются объем, состав крови и других жидкостей организма.
Гомеостаз популяции определяется поддержанием про
странственной структуры, плотности и генетического разнооб
разия. Вследствие гомеостатической регуляции поддержива