§ 3. Основные признаки живых организмов — обмен веществ, рост и развитие, раздражимость и саморегуляция

Определения и обозначения

Обмен веществ — поступление веществ и энергии в организм, их преобразование и удаление продуктов обмена. Он нужен, чтобы клетки получали материал для построения своих частей и могли выполнять работу; без обмена организм не поддерживает жизнедеятельность.

Рост — увеличение размеров и массы организма, связанное с увеличением числа клеток или их размеров. Благодаря росту организм становится крупнее, а его ткани и органы могут наращивать свои размеры.

Развитие — качественные изменения организма, при которых возникают новые свойства и наступают новые этапы жизненного цикла. Оно показывает не просто, насколько организм стал больше, а как он изменился и какие новые возможности приобрёл.

Раздражимость — способность воспринимать воздействия среды и отвечать на них. Саморегуляция — способность согласовывать процессы в организме и поддерживать относительное постоянство внутренних условий; она нужна, чтобы организм продолжал работать при изменениях вокруг него.

Как это устроено

Организм получает из среды воду, минеральные и другие необходимые вещества, а также энергию или вещества, в которых она запасена. Клетки используют поступившее для построения собственных веществ и обеспечения процессов жизнедеятельности. То, что организм не может использовать или что образовалось в результате его работы, удаляется. Поэтому обмен веществ включает не только получение пищи, но весь путь от поступления до преобразования и выведения.

В клетках вещества не только создаются, но и распадаются. Синтез даёт материал для новых клеточных структур и обновления уже существующих, а распад обеспечивает получение энергии и освобождает вещества для дальнейших превращений. Эти процессы взаимосвязаны: синтезу нужна энергия, а при распаде веществ она высвобождается. Благодаря их совместной работе клетки сохраняют свою структуру и выполняют необходимые функции.

Рост меняет организм количественно: увеличиваются его размеры и масса, потому что клетки делятся или становятся крупнее. Развитие меняет организм качественно: появляются новые свойства и функции, а организм переходит от одного этапа жизненного цикла к другому. Например, у проростка удлинение стебля и увеличение массы — рост, а появление первых листьев — развитие. Часто оба процесса идут одновременно, но описывают разные стороны изменений.

Чтобы ответить на воздействие, организм должен его воспринять. Таким раздражителем может быть свет, прикосновение или изменение температуры; ответ бывает быстрым, например отдёргивание руки, или постепенным, как изменение роста растения при направленном освещении. Реакция не обязательно означает движение всего организма: могут измениться работа отдельного органа или процессы в клетках. Это позволяет организму реагировать на условия, которые влияют на его жизнедеятельность.

Воспринятая перемена может вызвать ответ сразу в нескольких частях организма, поэтому их работа должна быть согласована. Саморегуляция помогает поддерживать относительное постоянство внутренних условий, даже если внешняя среда меняется. Например, при изменении температуры организм меняет интенсивность некоторых процессов, чтобы внутренние условия оставались подходящими для работы клеток. При этом саморегуляция не делает организм независимым от среды: ему по-прежнему нужны поступающие извне вещества и энергия.

Основные признаки живых организмов

Сначала найдите в описании, что именно делает организм, затем сравните это с проявлениями в таблице. Если подходит несколько строк, отметьте все: признаки живого связаны между собой и могут проявляться одновременно.

Разбор задач

Задача 1. Растение поглощает воду и минеральные вещества, а также образует и расходует органические вещества. Определите, какой признак живого описан.

1. Найдём действия, которые описаны: поступление веществ, их образование и расходование.
2. Сопоставим их с определением: обмен веществ охватывает поступление, преобразование и использование веществ.
3. Значит, в условии описан обмен веществ; удаление продуктов не упомянуто, но оно тоже относится к этому признаку.

Ответ: обмен веществ.

Задача 2. У проростка за неделю увеличились длина стебля и масса, а позднее появились первые листья. Разделите наблюдаемые изменения на рост и развитие.

1. Отделим количественные изменения от качественных: длина и масса показывают, насколько организм стал больше.
2. Увеличение стебля и массы отнесём к росту, поскольку это увеличение размеров и массы.
3. Появление листьев означает, что возникла новая часть организма и изменились его свойства, поэтому это развитие.

Ответ: увеличение длины стебля и массы — рост; появление первых листьев — развитие.

Задача 3. При изменении температуры организм меняет интенсивность некоторых процессов, чтобы поддерживать стабильные внутренние условия. Объясните, какие признаки живого проявляются и как они связаны.

1. Изменение температуры — воздействие внешней среды, на которое организм отвечает. Способность воспринимать его и реагировать на него — раздражимость.
2. Изменение интенсивности процессов помогает согласовать работу организма и сохранить внутренние условия. Это проявление саморегуляции.
3. Значит, раздражимость позволяет обнаружить воздействие и ответить на него, а саморегуляция поддерживает внутреннее постоянство.

Ответ: проявляются раздражимость и саморегуляция; первая связана с восприятием изменения температуры, вторая — с поддержанием стабильных внутренних условий.

Типичные ошибки

Считать рост и развитие одним и тем же. Их часто смешивают, потому что оба процесса происходят в течение жизни и могут наблюдаться одновременно. Но рост — количественное увеличение, а развитие — качественные изменения. Проверьте себя: увеличение массы — рост, появление нового органа или свойства — развитие.

Понимать обмен веществ только как питание. Такое упрощение возникает, если сосредоточиться лишь на поступлении пищи. Обмен включает также преобразование веществ и энергии, их использование и удаление продуктов. Проверьте, описаны ли все этапы, а не только получение веществ.

Сводить раздражимость только к движению. Движение — заметный ответ, поэтому его легко принять за единственно возможный. Однако воздействие может изменить работу органов или клеток без перемещения организма. Проверка простая: спросите, изменился ли ответ на воздействие, даже если движения не видно.

Считать саморегуляцию полной независимостью от среды. Поддержание внутренних условий можно ошибочно принять за способность существовать без внешних ресурсов. Саморегуляция согласует внутренние процессы, но организм всё равно нуждается в веществах и энергии. Проверьте себя: сохранение постоянства внутри не отменяет поступления ресурсов извне.

Связь с другими темами

Для понимания признаков живого нужно знать, что клетки и организмы состоят из веществ и нуждаются в энергии для жизнедеятельности. Эти представления объясняют, зачем необходим обмен веществ и почему рост и развитие требуют работы клеток.

Тема связана с изучением клетки, фотосинтеза и дыхания: эти процессы участвуют в превращении веществ и энергии. Раздражимость и саморегуляция помогают перейти к изучению нервной и эндокринной регуляции, а также поддержания постоянства внутренней среды.

Что запомнить

• Обмен веществ и энергии необходим для жизнедеятельности организма.
• Обмен веществ включает поступление, преобразование и выведение веществ.
• Рост — количественное увеличение размеров и массы организма.
• Развитие — качественные изменения организма в течение жизни.
• Раздражимость — способность воспринимать воздействия и отвечать на них.
• Саморегуляция согласует процессы в организме и помогает сохранять постоянство внутренней среды.