"Биология. Профильный уровень", Пономарева И.Н.
Жизнь нельзя определить по одному признаку: организм узнают по целому комплексу взаимосвязанных свойств. Он обменивается веществами и энергией со средой, регулирует внутренние процессы и реагирует на воздействия. Живые системы растут, развиваются и размножаются, а наследственность сохраняет их признаки, тогда как изменчивость создаёт различия. Понимание этих свойств помогает отличать живое от неживого и объясняет, как организм существует и как продолжается жизнь вида.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Живое — это особая форма существования материи, которую характеризует совокупность взаимосвязанных свойств. Ни один признак по отдельности не позволяет надёжно отличить организм от неживого объекта: например, кристалл способен увеличиваться. Поэтому организм рассматривают как целостную систему, в которой разные процессы поддерживают друг друга.
Обмен веществ и энергии — поступление в организм веществ и энергии, их преобразование и использование, а также выделение продуктов обмена. Обмен связывает организм с окружающей средой и обеспечивает процессы, необходимые для жизни. Если рассматривать только получение пищи, останутся незамеченными превращения веществ и энергии внутри организма и выведение отходов.
Саморегуляция — способность организма согласовывать внутренние процессы и поддерживать относительное постоянство своей внутренней среды. Она нужна, чтобы органы и системы работали согласованно, даже когда условия вокруг меняются. Это не означает полной неизменности: организм корректирует работу своих систем в допустимых пределах.
Раздражимость — способность организма реагировать на воздействия среды изменением своей жизнедеятельности. Такое воздействие называют раздражителем: им может быть, например, свет или высокая температура. Ответ помогает организму взаимодействовать со средой, а его подготовка и согласование связаны с работой механизмов саморегуляции.
Живые организмы имеют общий набор основных химических веществ, поэтому говорят о единстве их химического состава. Это сходство связано с тем, что клеткам нужны вещества для построения структур и протекания жизненных процессов. Однако одинаковый набор основных веществ не означает одинакового устройства: они могут быть организованы по-разному и выполнять различные функции. Именно сочетание веществ, их расположение и взаимодействие определяют особенности клеток и организмов.
Обмен веществ и энергии связывает организм со средой, потому что для поддержания жизнедеятельности ему нужны и материал для построения тела, и энергия для работы процессов. Поступившие вещества не остаются неизменными: организм преобразует их, использует для построения собственных структур и получения энергии, а продукты обмена удаляет. Без непрерывного обмена клеткам не хватало бы необходимых веществ и энергии, а ненужные продукты накапливались бы. Поэтому обмен — не отдельное действие, а основа работы организма.
В организме одновременно происходят разные процессы, и их необходимо согласовывать. Саморегуляция помогает органам и системам действовать совместно и сохранять относительную устойчивость внутренней среды, когда внешние условия меняются. Например, при изменении температуры окружающей среды организм может корректировать процессы, влияющие на теплоотдачу. Устойчивость здесь не означает, что все показатели остаются совершенно одинаковыми: важно, что изменения регулируются и не разрушают работу организма.
Рост и развитие связаны с закономерными изменениями организма на протяжении жизни. Рост означает увеличение размеров и массы, которое у живого организма происходит благодаря образованию новых структур; развитие включает качественные изменения и приобретение новых особенностей. Размножение отличается от этих процессов: оно приводит к появлению потомства и тем самым обеспечивает продолжение существования вида. Отдельный организм живёт ограниченное время, тогда как размножение позволяет жизни вида продолжаться в смене поколений.
Наследственность обеспечивает передачу признаков от родителей потомству и тем самым сохраняет характерные особенности организмов. Но потомки не являются точными копиями: изменчивость приводит к различиям между особями. Она возникает при передаче наследственного материала и может зависеть также от условий развития. Наследственность и изменчивость действуют совместно: первая поддерживает сходство поколений, вторая создаёт разнообразие, которое важно для существования популяций и видов.
| Свойство | Содержание | Проявление у организмов |
|---|---|---|
| Единство химического состава | Общие основные вещества, из которых построено живое. | Клетки организмов содержат сходные группы химических соединений, но их сочетания и функции различаются. |
| Обмен веществ и энергии | Поступление, преобразование и использование веществ и энергии, выведение продуктов обмена. | Организм получает вещества из среды, использует их и удаляет ненужные продукты. |
| Саморегуляция | Согласование процессов и поддержание относительного постоянства внутренней среды. | Работа органов и систем меняется согласованно при изменении условий. |
| Раздражимость | Ответ организма на воздействие среды изменением жизнедеятельности. | Растение направляет побег к свету, а человек отдёргивает руку от горячего. |
| Рост и развитие | Увеличение организма и закономерные качественные изменения в течение жизни. | Организм увеличивается, проходит этапы жизненного цикла и приобретает новые особенности. |
| Размножение | Образование организмом потомства. | Потомки сменяют родительское поколение и поддерживают существование вида. |
| Наследственность и изменчивость | Передача признаков и возникновение различий между организмами. | Потомки сохраняют признаки вида, но могут различаться между собой. |
Таблица помогает быстро сопоставить название свойства с его смыслом и конкретным проявлением. При разборе примера сначала определите, какой процесс описан, а затем проверьте, соответствует ли он содержанию свойства. Один пример может показывать сразу несколько взаимосвязанных свойств.
Задача 1. У растения после полива увеличились масса и содержание воды. Определите, какое свойство живого проявилось, и объясните ответ.
Ответ: непосредственно проявилось поступление вещества из среды, относящееся к обмену веществ. Увеличение массы из-за воды само по себе не доказывает рост растения.
Задача 2. Человек отдёрнул руку от горячего предмета. Назовите свойство, которое проявилось непосредственно, и укажите роль саморегуляции.
Ответ: непосредственно проявилась раздражимость. Саморегуляция согласует процессы организма, участвующие в ответе на раздражитель.
Задача 3. У потомков одного растения сохраняются характерные признаки вида, но различаются окраска цветков и высота. Объясните, какие свойства живого иллюстрирует пример.
Ответ: пример иллюстрирует наследственность и изменчивость одновременно: признаки вида сохраняются, а отдельные особенности потомков различаются.
Ошибка: считать любой рост признаком живого. Так думают, потому что увеличение размеров заметно и у организма, и у неживого объекта; например, кристалл увеличивается при присоединении частиц. Проверьте себя: сопровождается ли увеличение обменом веществ и развитием организма? Если нет, одного увеличения недостаточно, чтобы говорить о росте живого.
Ошибка: отождествлять обмен веществ только с питанием. Такое упрощение возникает, когда замечают лишь получение пищи и не учитывают процессы после него. Вспомните, включает ли ваше объяснение преобразование веществ, получение и использование энергии, а также выведение продуктов обмена. Если этих этапов нет, описание обмена неполно.
Ошибка: считать наследственность и изменчивость противоположными свойствами, которые не могут проявляться вместе. Сходство потомков может показаться доказательством отсутствия различий, а различия — отсутствия наследования. Проверьте пример отдельно по двум вопросам: какие признаки передались от родителей и какие особенности различаются у потомков? Обычно можно обнаружить оба явления.
Ошибка: объявлять какое-либо одно свойство единственным критерием жизни. Причина — желание найти простой признак, который сразу разделит живое и неживое, хотя некоторые отдельные проявления встречаются и у неживых объектов. Проверяйте объект по совокупности свойств и связи между ними: обмену, регуляции, реакции на среду, росту и развитию и другим признакам живого.
Для понимания свойств жизни нужно знать, что клетка — структурная и функциональная единица живого, и уметь различать организм и окружающую среду. Это помогает увидеть, где происходят жизненные процессы и с чем организм обменивается веществами и энергией. Представление об обмене пригодится при изучении питания, дыхания и энергетического обмена: эти темы раскрывают отдельные стороны преобразований в организме. Наследственность и изменчивость станут основой для изучения генетики и эволюции, где рассматривают передачу признаков и различия организмов.
Можно ли определить, живой ли объект, по одному свойству?
Надёжно определить это по одному признаку нельзя: например, кристалл может увеличиваться, но не обладает обменом веществ и развитием организма. О жизни судят по совокупности взаимосвязанных свойств.
Чем обмен веществ отличается от простого поступления пищи?
Поступление пищи — лишь один этап обмена. Организм преобразует вещества, получает и использует энергию, а ненужные продукты обмена выводит.
Почему рост кристалла не считают ростом живого организма?
Кристалл увеличивается за счёт присоединения частиц вещества из окружающей среды. Это не связано с обменом веществ, образованием новых частей организма и его развитием.
Как наследственность и изменчивость проявляются одновременно?
Потомки наследуют от родителей признаки, благодаря чему сохраняются особенности вида. При этом сочетание наследственного материала и влияние условий могут приводить к различиям между потомками.
Чем раздражимость отличается от саморегуляции?
Раздражимость — способность ответить на воздействие среды изменением жизнедеятельности. Саморегуляция согласует внутренние процессы организма и помогает поддерживать их устойчивость; она может участвовать в подготовке ответа.
§ 5. Основные свойства жизни
