Вступ до бiологiї та ботанiки

Предмет вивчення бiологiї. Основнi ознаки живої матерiї

Визначення
Бiологiя — сукупнiсть наук, якi вивчають живу природу.

Предметом вивчення бiологiї є рiзноманiтнiсть живих iстот, якi населяли та населяють Землю, їх будова, функцiї, походження, iндивідуальний розвиток, еволюцiя та взаємовiдносини один з одним та з довкiллям.

Бiологiя дослiджує загальнi закономiрностi, властивостi життя в усiх його проявах.

До основних ознак живого належать:

  • Подiбнiсть хiмiчного складу. Жива i нежива природа складаються з одних i тих самих хiмiчних елементiв, але суттєва вiдмiннiсть полягає у вiдсотковому вмiстi тих чи iнших хiмiчних елементiв. До складу всiх живих iстот у великих кiлькостях входять Карбон, Гiдроген, Оксиген та Нiтроген – елементи, якi називаються органогенами.
  • Обмiн речовин та перетворення енергiї. Живi iстоти – це вiдкритi системи, якi постiйно пiдтримують зв’язок iз навколишнiм середовищем. Усi органiзми живляться, дихають та видiляють продукти життєдiяльностi. Залежно вiд типу живлення, органiзми подiляють на автотрофiв, гетеротрофiв та мiксотрофiв.
Тип живлення Характеристика
Автотрофне Самі синтезують органічні речовини1 з неорганічних (більшість рослин, деякі бактерії)
Гетеротрофне Використовують вже готові органічні речовини (більшість тварин та грибів, деякі бактерії)
Мiксотрофне Можуть і синтезувати органічні речовини, і використовувати вже готові (наприклад, евглена зелена).
1. Органічні речовини (органічні сполуки) – це такі хімічні речовини, до складу яких обов'язково входить чотиривалентний Карбон . В ХІХ столітті вважалося, що органічні сполуки можуть утворюватися лише в організмах, звідки і з'явилася назва «органічні». Хоча ця думка виявилася хибною, назва зберіглася. Окрім Карбону, до складу органічних речовин входять інші згадані органогени – Гідроген, Оксиген, Нітроген та Фосфор. Не всі речовини, до складу яких входить чотиривалентний Карбон, є органічними.

Наприклад
вуглекислий газ – неорганічна сполука.

За рахунок живлення живі істоти отримують необхідні їм поживні речовини. Потрапляючи в організм, поживні речовини розщеплюються під дією біологічно активних речовин, при цьому виділяється енергія, яку організм використовує для підтримки основних процесів життєдіяльності. Залежно від типу дихання, організми поділяють на аеробів та анаеробів.

Аероби
Потребують наявності кисню в середовищі. Вільний кисень аероби використовують, як джерело енергії. Більшість організмів належать до аеробів.
Анаероби
Не потребують наявності вільного кисню в середовищі, а енергію отримують за рахунок неповного розщеплення речовин (наприклад, бродіння). Анаероби зустрічаються серед бактерій, одноклітинних тварин (найпростіших) та гельмінтів (паразитичних червів).


  • Клітинна будова. Клітина – основна структурно-функціональна одиниця живого.
    Саме на рівні клітини проявляються усі ознаки живого. За будовою, живі істоти поділяються на одноклітинні та багатоклітинні. Якщо в одноклітинних організмах певні функції, спрямовані на забезпечення процесів життєдіяльності, виконують органели (функціональні компоненти клітини), то багатоклітинним організмам властива складна й впорядкована структура. Певні функції виконують вже не органели, а тканини, органи і системи органів, однак структурною одиницею все одно залишається клітина й обмін речовин та перетворення енергії відбувається саме в ній.
УВАГА!
Віруси не мають клітинної будови, а основні ознаки живого виявляють, потрапляючи в живі клітини та паразитуючи в них.
  • Подразливість. Подразливість – універсальна властивість усіх живих істот, яка полягає в здатності реагувати на зміни навколишнього середовища. В рослин подразливість зазвичай проявляється у вигляді тропізмів, настіїв чи зміни напрямку росту. Якщо в реакціях на зміни навколишнього середовища задіяна нервова система, такі реакції називаються рефлексами.
  • Рух. Рух – невід’ємна властивість абсолютно всіх живих істот. Наприклад, до рухів рослин належать тропiзми та настiї. Це пасивні рухи.
    Тропiзми мають певне спрямування, залежно від подразника. Розрізняють позитивні тропізми (у бік подразника) та негативні (рух від подразника).

Наприклад
Корені виявляють позитивний гідротропізм, тобто ростуть у той бік, в якому знаходиться вода.

Настiї певного спрямування не мають, а зазвичай є реакцією на якийсь подразник.

Наприклад
Під час лекції ми розглядали згортання пелюсток квітки вночі та їх розгортання зі сходом, а також згортання листочків мімози сором’язливої у відповідь на дотик. Дані рухи не мають спрямування, однак забезпечують подразливість, реакцію на зміни умов зовнішнього середовища. Такі рухи і є настіями.

  • Здатність до саморегуляції. В усіх організмах наявні певні регуляторні системи. Ці системи спрямовані на підтримку гомеостазу – реакцій, що забезпечують сталість внутрішнього середовища. У людини регуляторними системами є нервова, ендокринна та імунна, а в рослин регуляторну функцію виконують клітини, які виробляють фітогормони, котрі, в свою чергу, впливають на діяльність окремих клітин та органів. Завдяки здатності до саморегуляції організми є живими системами, усі частини яких працюють злагоджено та взаємоузгоджено, незалежно від змін навколишнього середовища.

Наприклад
Сукупність механізмів в організмі людини спрямована на підтримку сталої температури тіла. Саме за цієї температури (36—37C) функціонують ферменти, завдяки яким відбувається травлення. Якщо температура підвищується, апетит зникає, може з’явитися відчуття нудоти, що свідчить про те, що ферменти перестають функціонувати. Якби температура тіла людини змінювалася зі зміною температури навколишнього середовища, травлення було б неможливим, що призвело б до загибелі організму.

  • Ріст і розвиток. Живі істоти ростуть і розвиваються. Ріст – це збільшення в розмірах і масі, а розвиток – це якісні зміни, які відбуваються в організмі (поява нових органів або ускладнення функцій уже існуючих органів). Розвиток може бути індивідуальним (онтогенез), під час якого організм виявляє усі свої властивості, та історичним. Під час історичного розвитку утворюються нові види.
  • Розмноження. Здатність до відтворення собі подібних – фундаментальна властивість, яка забезпечує не тільки існування виду, а й існування життя на Землі. Новий організм виникає винятково внаслідок розмноження батьківського організму.
  • Спадковість і мінливість. Спадкова інформація організмів зберігається в ДНК або РНК (в деяких вірусів). Вона є відносно сталою та передається нащадкам від батьків. Схожість батьків і нащадків пояснюється саме спадковістю. Однак батьки й нащадки не ідентичні, що є наслідком мінливості. Мінливість є підґрунтям еволюції та проявляється в здатності набувати нових ознак під час індивідуального розвитку (онтогенезу).
  • Здатність до адаптацій. Будова живих істот цілком відповідає умовам середовища, в якому вони живуть. Якщо умови навколишнього або внутрішнього середовища змінюються, організм адаптується, тобто набуває таких нових особливостей будови або функцій, які відповідають новому способу життя.

Розрізняють такі середовища iснування органiзмiв:

  • Водне

  • Ґрунтове

  • Наземно-повітряне

  • Організми як середовище життя

Усі живі істоти ОКРІМ яких побудовані із клітин?

рослини віруси тварини Рослини, тварини, гриби та лишайники, бактерії – побудовані з клітин, віруси ж клітинної будови не мають (див. п. «Клітинна будова»)

Ріст – це:

якісні зміни організму кількісні зміни організму Ріст являє собою кількісні зміни організму, а розвиток – якісні (див п. «Ріст і розвиток»)

Оберіть автотрофний організм:

собака олень ромашка евглена зелена Автотрофні організми – це організми, які самі виробляють органічні речовини, зокрема рослини та деякі бактерії. Олень і собака – це гетеротрофні організми, вони споживають вже готові органічні речовини, а евглена зелена – міксотроф, тобто вона змінює тип живлення залежно від ситуації.

Яка з перелічених властивостей НЕ є властивістю всіх живих істот?

клітинна будова розмноження здатність здійснювати настії здатність до саморегуляції Настії – це один із типів руху рослин, але не всіх живих істот.