Чем живая материя отличается от неживой

Признаки, отличающие живую материю от неживой

Чем живая материя отличается от неживой

Введение

Биология — наука о жизни. Важнейшая задача биологии — изучение многообразия, строения, жизнедеятельности, индивидуального развития и эволюции живых организмов, их взаимоотношений со средой обитания.

Современная биология определяет понятие жизнь путем перечисления свойств живых систем (объектов).

Например, определение Энгельса: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка». В этом определении обозначены два свойства живых систем – особый химический состав и обмен с окружающей средой.

Русский ученый М. В. Волькенштейн дал новое определение понятию жизнь: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот». Т.е определяется минимально возможный набор обязательных свойств, без которых никакая жизнь невозможна.

Живые организмы имеют ряд особенностей, отличающих их от неживой природы. По отдельности каждое из отличий достаточно условно, поэтому их следует рассматривать в комплексе.

Признаки, отличающие живую материю от неживой

1. Особый химический состав. Все живые системы включают в себя макромолекулы, которые определяют жизнедеятельность живых систем (размножение, движение, химические реакции, наследственность, изменчивость и т.д.).

2. Клеточное строение. Жизнь на Земле существует только в виде клеток. Иногда утверждается, что существуют внеклеточная форма жизни – вирусы. Однако они являются внутриклеточными паразитами и вне клеток не проявляют никаких свойств живого, т.е. это нуклеиновая кислота, покрытая белковой оболочкой.

Вирусы имеют идеально правильную геометрическую форму, т.е. являются биологическими кристаллами. «Жизнедеятельность» вируса начинается только после того, как он проникнет в клетку. При этом сам вирус ничего не делает, т.е. только изменяет программу жизнедеятельности клетки, заставляя ее строить новые вирусы.

Скорее всего, они представляют собой информационные пакеты. Предполагается, что вирусы произведены клетками в ходе обмена наследственной информацией. Все клетки подразделяются на две основные группы: прокариоты и эукариоты. К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли.

Это самые простые клетки, не имеющие ядра и мембранных органоидов. Все остальные организмы состоят из эукариотических клеток.

3. Открытость (обмен веществ и энергии). Любая живая система обменивается с внешней средой веществами, энергией и информацией. Это происходит у животных, например, в ходе питания, дыхания, выделения. Растения получают энергию путем фотосинтеза.

Обмен информацией осуществляется в двух формах: либо в виде обмена наследственной информацией, либо в виде раздражимости (адекватная, целесообразная реакция организма на внешние раздражающие воздействия), которая служит для организма источником информации о внешней среде.

Раздражимость существует в трех основных формах:

У одноклеточных – таксис (двигательная реакция простейших в ответ на раздражение), может быть положительным или отрицательным.

У растений – тропизмы (двигательная реакция растения в ответ на действие раздражителя).

У животных, обладающих нервной системой – рефлексы.

4. Самовоспроизведение (размножение). Биологическая роль этого процесса заключается в том, что он компенсирует естественную убыль особей вида в результате смерти. При этом поддерживается постоянная численность вида, т.е. видовой гомеостаз.

Смертность особей любого вида биологически целесообразна, поскольку в результате смены поколений осуществляется изменчивость, которая позволяет приспосабливаться к изменяющимся условиям среды. Продолжительность жизни различна у разных видов и является видоспецифическим признаком, который контролируется наследственным материалом.

Смерть особей подготавливается процессом старения, которое также запрограммировано в наследственном материале.

Размножение осуществляется в двух основных формах: бесполое и половое. Бесполое – осуществляется без участия специализированных половых клеток, одной особью и характеризуется простотой и высокой эффективностью.

Формы бесполого размножения: деление клетки у одноклеточных, спорообразование, почкование у животных, вегетативное размножение у растений.

Недостатком бесполого размножения является отсутствие комбинативной изменчивости.

Половое размножение осуществляется с помощью специализированных половых клеток, которые образуются в специализированных железах половых органов. Яйцеклетки образуются в яичниках, сперматозоиды – в семенниках. Для полового размножения необходим процесс оплодотворения – слияния яйцеклетки со сперматозоидом.

Этот процесс может происходить во внешней среде – наружное оплодотворение или в половых органах самки – внутреннее оплодотворение. Существует промежуточный вариант – наружно-внутреннее, или сперматофорное оплодотворение. В этом случае сперматозоиды выбрасываются во внешнюю среду в специализированных упаковках.

Женская особь сама забрасывает их в половые пути.

Размножающиеся половым путем особи могут быть раздельнополыми или гермафродитами. Преимуществом полового размножения является то, что оно – источник комбинативной изменчивости.

У простейших существует половой процесс, который не является размножением. Это обмен наследственным материалом, обеспечивающий комбинативную изменчивость.

5. Саморегуляция. Направлена на поддержание гомеостаза.

Живая система поддерживает на постоянном уровне все параметры своего функционирования (кол-во клеток в тканях, кол-во особей в популяции, химический состав клеток и т.п.

) Основным механизмом, обеспечивающим саморегуляцию, является отрицательная обратная связь. Она заключается в том, что с выхода системы на ее вход поступает сигнал, который тормозит работу системы:

вход выход

фукция

отриц.обратная связь

Кейлоны

Например, по этому принципу регулируется деление клеток. Дифференцированные работающие клетки вырабатывают специальные вещества – кейлоны, которые тормозят работу делящихся клеток.

Дифференцированные клетки гибнут, их количество уменьшается. При этом снижается количество кейлона. Делящиеся клетки начинают размножаться быстрее.

Количество дифференцированных клеток повышается, одновременно повышается количество кейлона, деление клеток тормозится и т.д.

Другой пример – все химические реакции в клетке саморегулируются. Продукт химической реакции взаимодействует с ферментом, катализирующим реакцию, понижает его активность, и, таким образом, тормозит реакцию. Вслед за этим активность фермента повышается, реакция ускоряется и т.д.

Саморегуляция приводит к тому, что все процессы в клетке и организме происходят в колебательном режиме. Пример саморегуляции биологических систем – биоритмы.

6. Наследственность. Живые системы (клетки, организмы) способны передавать из поколения в поколение свои наследственные признаки. Наследственность необходима для сохранения в ряду поколений признаков, необходимых для приспособления к условиям среды.

7. Изменчивость – это способность всех живых систем изменять наследственные признаки в ряду поколений. Все живые системы существуют в изменяющихся условиях среды. Изменчивость обеспечивает приспособляемость организмов, т.е. способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды.

8. Развитие. Живые системы – развивающиеся системы. Развитие осуществляется в двух формах:

1. Онтогенез – индивидуальное развитие организма от зарождения до смерти.

2. Филогенез – историческое, эволюционное развитие вида.

Источник: //megaobuchalka.ru/12/6284.html

Различие живой и неживой материи

Чем живая материя отличается от неживой

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Существуют несколько признаков, по которым можно всегда отличить неживую и живую материю.

Во-первых, живые системы вторичны по отношению к неживым (первым доказательством был проведенные химиками синтез мочевины, т.е. конечного продукта белкового обмена человека и позвоночных животных, из неорганических соединений).

Во-вторых, живой организм в своем движении (в общефилософском смысле) использует внутреннюю энергию распада белка (его соединений). Следовательно, живой организм действует, «движется» без воздействия других тел.

Но ему при этом необходима пища, а уж из нее он получает белок, который использует как энергию.

В-третьих, живой организм все время обновляется. Неживая система в этом смысле стабильна.

В-четвертых, взаимодействуя с пищей, живой организм восстанавливает прежнюю структуру. Неживая система при взаимодействии обязательно подвергается разрушению, уничтожению, или происходит изменение его агрегатного состояния.

Причины возникновения психического отражения

Отличия живой и неживой систем, с закономерной необходимостью, ведут к специфике отражения каждой из них окружающего мира.

Действительно, живой организм должен избирательно относиться к окружающему миру: вокруг него находится то, что может быть пищей, то, что не нужно, и – опасное, ядовитое. Чтобы в этой ситуации выбора верно ориентироваться, у живых систем, в отличие от неживых, появилось новое, специфическое отражение.

Эволюционные стадии развития психики

Допсихическое отражение

v Стадия 1.

· Раздражимость –способность живого организма отвечать активной реакцией при воздействии жизненно важного вещества (то есть питательного вещества и других необходимых явлений для поддержания жизнедеятельности). Это свойство присуще всей живой материи.

В ответ на воздействие жизненно важного вещества в организме происходят физиологические изменения – это и есть активная реакция организма. Значит раздражимость – это опознание жизненно важного явления.

Но если в неживой материи отображение свойства вступившего в контакт предмета – уже результат этого взаимодействия, то у живой материи – это начало деятельности.

Итак, раздражимость живой материи – активная реакция организма, необходимая для поддержания его жизнедеятельности.

В чем специфика развития простейших и растений?

– корм для них (например, солнечный свет, или углекислый газ) пока имеется в достаточном количестве;

– их пища не носит предметного, вещного характера. Весь мир для них похож на однородный, гомогенный кисель.

· Чувствительность –ответная реакция на побочные действия, свойства жизненно важного для организма вещества. Ее иногда называют зачатком психического отражения.

Эта способность реагировать на побочные свойства позволяет выживать живому организму.

Сущность чувствительности можно изобразить как сигнальность, то есть этот организм обладает предварительной ориентировкой в свойствах предмета.

Если цвет, форма, вкус, запах, освещенность и т.д. являются сигналами для начала или окончания деятельности, то в данном случае есть зачатки психического.

· Психическое отражение. Психическое отражение характерно только для тех животных, которые ведут активную подвижную жизнь в сложно расчлененной среде.

К непрерывным изменениям этой среды и своего положения в ней им приходится постоянно и активно приспосабливать свое поведение, а это, в свою очередь, требует вспомогательного аппарата поведения – психической деятельности.

v Стадия 2. Психика животного

Первые формы психического – это отражение отдельных физических свойств предметов (упругость, шероховатость). Затем принимаются химические свойства, такие как запах, вкус. Значительно позднее формируется как самостоятельное отражение света и цвета, а также отражение формы предмета. Поэтому в эволюционном развитии психического отражения выделяются следующие подстадии:

· Сенсорная психика –отражение отдельных свойств внешнего мира или их совокупности в форме отдельных элементарных ощущений;

· Перцептивная психика.Эта стадия характеризуется способностью животных отражать внешнюю объективную действительность в форме отражения предметов, вещей;

· Интеллект («ручное мышление»).Наиболее высокоорганизованные высшие животные (приматы) поднимаются на еще более высокую стадию развития. Ее обычно называют либо интеллектом, либо «ручным мышлением». Хотя при сравнении с интеллектом человека, стоило бы взять понятие интеллекта у животного в кавычки.

У животного имеет место как бы внезапное «озарение», внезапное нахождение животным способа решения задачи.

Келер, будучи представителем гештальтпсихологии, объясняет этот факт тем, что человекоподобные обезьяны обладают способностью соотносить в восприятии отдельные выделяемые вещи друг с другом так, что эти вещи воспринимаются как образующие единую «целостную ситуацию».

Принцип, который лежит в основе создания такой «целостной ситуации», определяется как «принцип структурности», который лежит не только в основе психики животных и человека, но и в основе всего физического мира.

В более поздних работах психологов появились попытки объяснить интеллектуальное поведение приматов как применение в новых условиях филогенетически выработанного способа действия.

В естественных условиях существования обезьянам довольно часто приходится выполнять действия с применением палки для добывания пищи.

Отличие переноса способа действия, по сравнению с переносом операций, который наблюдается у животных на перцептивном уровне развития психики, у обезьян заключается лишь в том, что происходит у них в более широких границах.

В ходе экспериментов было обнаружено, что приматы могут решать так называемые «двухфазные задачи»: сначала найти предмет, «орудие», с помощью которого можно решить непосредственную задачу – добывание пищу. Обезьяны могут решить задачу разными способами. Они могут отделить операцию от предмета, с которым манипулируют.

Следовательно, специфика третьей, высшей у животных стадии развития психики, заключается в том, что происходит усложнение в строении их деятельности.

Ранее слитая деятельность дифференцируется на 2 фазы: фазу подготовки и фазу осуществления. Первая фаза и есть характерная черта интеллектуального поведения животных.

Животное не просто пробует движения, а пробует различные, ранее выработавшиеся способы, операции.

v Стадия 3. Психика человека

· Сознание.Предысторию человеческого сознания составляет длительный и сложный процесс развития психики животных. Каждая новая ступень психического развития связана с изменением внешних условий существования животных.

Как мы рассмотрели выше, выход из «бульонной среды» амебы к вещно оформленной среде привел к возникновению сенсорной психики, с помощью которой животное отражает отдельные свойства среды. Затем, возникает перцептивная психика, как психическое отражение животными целостных вещей.

Затем все более усложняющиеся отношения с окружающим миром потребовали развития такого чувственного восприятия животными, которое направлено на выявление объективных соотношений вещей уже в виде определенных предметных «ситуаций».

В чем же различие психики животных и человека?

1. Первое различие касается форм деятельности. Деятельность животного является «природно-биологической». Деятельность животного возникает лишь по отношению к предмету жизненной, биологической потребности, или к предметам, которые включены в ситуацию удовлетворения этой биологической потребности. Поэтому и мир животные воспринимают в узких рамках их инстинктивных отношений.

2. Отношения животного к предмету никогда не существуют сами по себе, они всегда выступают неотделимо от инстинктивной потребности. Человек, вступая в те или иные отношения с предметом, отличает, с одной стороны, объективный предмет своего отношения, с другой – само свое отношение к этому предмету.

3. Отношения животных к себе подобным также резко отличаются от подобных отношений в человечком сообществе.

Отношения животных ничем принципиально не отличаются от их отношений к другим внешним объектам: носят инстинктивный биологический характер (хотя мы порой и умиляемся тому, как заботятся о своем потомстве одни животные, и отрицательно относимся к «кукушкам» среди животных – все это инстинктивное поведение, а не «отношение» животного тому, что он делает).

4. Особой является и «речь» животных. Она, по внутренней сути, в корне отличается от речи человека.

Животное отвечает не на то, что объективно отражает данный ой сигнал, а на сам сигнал как имеющий для него определенный биологический смысл.

В то время как человек не только выражает в речи некоторое объективное содержание, но и отвечает на обращенную к нему в речи реальность, а не на речь, как на простой звук.

Таким образом, сознание человека представляет собой новую форму психического отражения действительности. Она приобретает принципиально новые черты, так как в целом человеческое развитие начинает подчиняться другим законам.

На уровне сознания мы отделяем предмет отражения от своих наличных отношений к этому предмету. Происходит отражение, выделяющее объективные устойчивые свойства действительности. По мнению А.Н.Леонтьева «в сознании образ действительности не сливается с переживаниями субъекта: в сознании отражаемое выступает как «предстоящее» субъекту…».

Человек разделяет в сознании предмет и свои переживания по поводу предмета, что ведет к осознают наличия иного мира – внутреннего. «Выделение в сознании человека отражаемой реальности как объективной имеет в качестве другой своей стороны выделение мира внутренних переживаний и возможность развития на этой почве самонаблюдения» (Там же, с.

263).

· Личность. На основе наличия внутреннего мира появляется новая стадия психического отражения – личность, как система отражения внутренней реальности и реальности отношений между субъектами.

Понятие личности и сама категория «личность» может анализироваться с разных позиций.

Нас, в русле рассмотрения проблемы усложнения и качественного изменения психического отражения, интересует именно личностное отражение мира, личность как элемент в структуре психического отражения.

Контрольные вопросы к теме №2

1. Изложите суть понятия «психика».

2. Дайте характеристику основным этапам развития психики.

3. Какие вы знаете основные функции психики?

4. Что такое инстинктивное поведение животных?

5. Объясните суть понятия «сознание».

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Дата добавления: 2016-11-12; просмотров: 759 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Источник: //lektsii.org/9-59415.html

Живая и неживая материя. Сходства и различия

Чем живая материя отличается от неживой

ВВЕДЕНИЕ

Первые живые существа появились на нашей планете около 3 млрд. лет назад. От этих ранних форм возникло бесчисленное множество видов живых организмов, которые, появившись, процветали в течение более или менее продолжительного времени, а затем вымирали.

От ранее существовавших форм произошли и современные организмы, образующие четыре царства живой природы: более 1,5 млн. видов животных, 500 тыс. видов растений, значительное количество разнообразных грибов, а также множество прокариотических организмов [3].

Все многообразие окружающего нас мира распадается на две большие области: неживую и живую природу.

Природа − материальный мир Вселенной. Она является основным объектом изучения науки. В быту слово «природа» часто употребляется в значении естественная среда обитания. Основные естественные науки, посвященные изучению неживой природы, − это астрономия, физика и химия. Исследованием живой природы занимается биология (от греч. bios − жизнь и logos − учение, наука) [1].

Жизнь − активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования; совокупность физических и химических процессов, протекающих в клетке, позволяющих осуществлять обмен веществ и деление клетки (митоз).

Основной атрибут живой материи − генетическая информация, используемая для репликации. Вне клетки жизнь не существует, вирусы проявляют свойства живой материи только после переноса генетического материала в клетку.

Приспосабливаясь к окружающей среде, живая клетка формирует все многообразие живых организмов.

Также под словом «жизнь» понимают период существования отдельно взятого организма от момента возникновения до его смерти. Живым является то, что удовлетворяет собственные потребности и потребности общности в которой данное существует, активно анализируя и используя условия окружающей среды [7].

В современной науке тема различия живой и неживой природы пользуется большим интересом. Рассмотрение вопросов связанных с данной тематикой носит как теоретическую, так и практическую значимость. Именно этим обусловлена актуальность работы.

В рамках достижения поставленной цели нами были поставлены следующие задачи: изучить, что такое живая и неживая материя; сравнить живую и неживую природу и выявить сходства и различия.

1 ЖИВАЯ МАТЕРИЯ

Живая материя имеет в основе те же физические свойства, что и неживая. Понятие «материя» многогранно. В целом материя представляет совокупность вещества и поля, которые выступают как разные виды материи.  Веществом называют объекты и системы, обладающие массой покоя.

Поле − это виды материи, не имеющие массы покоя. Например, электромагнитное поле представляет излучение в форме квантов (порций) энергии. Существует также гравитационное поле, нейтринное излучение.

Между веществом и полем нет строгой границы, так как элементарные частицы вещества, например электроны, обладают одновременно корпускулярными и волновыми свойствами (дуализм волны и частицы).

Эти базовые положения квантовой (волновой) механики были сформулированы в 20-30-е годы 20-го века. Выдающимся представителем этой новой науки был датский физик Нильс Бор.

Живая материя представляет особо сложное вещество и, соответственно, сложное многофакторное поле. Именно уровень сложности делает материю живой, хотя внутри нее действуют простые физические и химические законы.

По уровню сложности материи разграничиваются и сферы внимания естественных наук.

Атомы − поле деятельности физики, молекулы − объект химии, с уровня макромолекул начинается биология, так как с этого уровня сложности появляются качественно новые свойства, характеризующие живую материю.

Биологические макромолекулы − это белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты. Белки и нуклеиновые кислоты представляют апериодические полимеры, так как их мономеры − 20 видов аминокислот в белках и 4 вида нуклеотидов в ДНК и РНК − чередуются беспорядочно. Это и является источником огромного структурного разнообразия живой материи, какого нет в неживой природе.

Любая материя существует в движении. В широком смысле под движением материи понимают ее постоянное развитие, изменение, преобразование вещества в поле и обратно. Для понимания основной формы движения живой материи сначала необходимо усвоить важнейшее исходное понятие − 2-ой закон термодинамики.

Суть его в том, что в природе изначально существует фундаментальная асимметрия, неравновесие в распределении вещества и поля (энергии), поэтому самопроизвольно все физические процессы (движение материи) направлены к достижению равновесного состояния.

Это означает переход материи из упорядоченного, структурированного состояния, когда есть сгустки и разреженные участки вещества и поля, к диффузному, гомогенному распределению вещества и поля в пространстве.

В таком диффузном состоянии материя имеет минимальную свободную энергию − энергию, способную совершить работу, и, напротив, максимальную энтропию -рассеянную долю энергии, не способную к совершению работы.

Это правило касается всех самопроизвольных процессов, в том числе колебательных: горячее тело рано или поздно остывает (энергия рассеивается); прыгающий мяч снижает амплитуду и в итоге останавливается и т. д.  Эти процессы дезорганизации материи самопроизвольно необратимы.

Сформулированное 2-ое правило термодинамики полностью справедливо и для живой материи, которая в основе подчиняется законам физики и самопроизвольно стремится к распаду, к равновесному состоянию с минимальной свободной энергией и максимальной энтропией. На рисунке А.1 (Приложение А) эти процессы показаны в левой части схемы и означают смерть живой материи, ее превращение в неживую [8].

Однако живая материя, пока она действительно живая, остается неравновесной, структурированной, высоко упорядоченной. В ней имеется свободная, готовая совершить работу энергия, а энтропия минимальна. Такое состояние поддерживается за счет притока внешней энергии и ее трансформации в энергию химических связей макромолекул.

Концентрация вещества и поля, то есть повышение внутренней свободной энергии материи происходит в процессе разнообразных биосинтезов (образования сложных веществ из простых), сопряженных с поглощением внешней энергии. Это и есть жизнь − противоположность смерти (правая часть схемы на рисунке А.1).

Поскольку основной формой внешней энергии для поддержания жизни является солнечный свет, формулу жизни можно конкретизировать, что показано на рисунке А.2 (Приложение А).

Таким образом, взаимодействие потоков простого вещества и энергии в ходе биосинтеза живого вещества и обратный процесс распада, то есть обмен веществ и энергии, составляет фундаментальное свойство жизни, основную форму движения живой материи. Этому определению вторят разнообразные характеристики жизни, как-то:

Жизнь − это специфическая форма движения материи (кругооборот материи, обмен веществ и энергии) с поддержанием упорядоченного неравновесного состояния (с высокой свободной энергией и низкой энтропией) за счет поглощения и трансформации внешней энергии.

Жизнь − это поддержание высокой упорядоченности (низкой энтропии) в среде с меньшей упорядоченностью (высокой энтропией).

Жизнь препятствует росту энтропии.

Жизнь − это синтез вещества и поля [8].

Современная биология при описании живого идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. При этом подчеркивается, что только совокупность данных свойств может дать представление о специфике жизни.

К числу свойств живого обычно относят следующие:

1) живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой, уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах;

2) живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности, большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию;

3) живые организмы активно реагируют на окружающую среду (если толкнуть камень, то он пассивно сдвигается с места, если толкнуть животное, оно отреагирует активно: убежит, нападет или изменит форму). Способность реагировать на внешние раздражения − универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных;

4) живые организмы не только изменяются, но и усложняются (так у растения или животного появляются новые ветви или новые органы, отличающиеся по своему химическому составу от породивших их структур);

5) все живое размножается (потомство и похоже, и в то же время чем-то отличается от родителей, в этом проявляется действие механизмов наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы);

6) живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни (строение крота, рыбы, лягушки, дождевого червя полностью соответствует условиям, в которых они живут).

Обобщая и несколько упрощая сказанное о специфике живого, можно отметить, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут, не размножаются.

Из совокупности этих признаков вытекает следующее обобщенное определение сущности живого: жизнь есть форма существования сложных, открытых систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению. Важнейшими функциональными веществами этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты [3].

Интерес к познанию живой природы возник у человека очень давно, еще в первобытную эпоху, и был тесно связан с его важнейшими потребностями: в пище, лекарствах, одежде, жилье и т.п.

Однако только в первых древних цивилизациях люди стали целенаправленно и систематически изучать живые организмы, составлять перечни животных и растений, населяющих разные регионы земли. Наука, занимающаяся изучением живой природы, получила название биология. В настоящее время биология представляет собой целый комплекс наук о живой природе.

Причем существуют различные классификации последних. Например, по объектам исследования биологические науки подразделяются на вирусологию, бактериологию, ботанику, зоологию и антропологию.

По уровню организации живых объектов выделяются следующие науки:

·  анатомия, посвященная изучению макроскопического строения животных;

·  гистология, исследующая строение тканей;

·  цитология, изучающая клетки, из которых состоят все живые организмы.

По свойствам, или проявлениям живого, биология включает в свой состав:

·  морфологию — науку о структуре, или строении живых организмов;

·  физиологию, которая изучает их функционирование;

·  молекулярную биологию, исследующую микроструктуру живых тканей и клеток;

·  экологию, рассматривающую образ жизни растений и животных и их взаимосвязи с окружающей средой;

·  генетику, которая изучает законы наследственности и изменчивости живых организмов.

Все эти классификации в известной степени условны и относительны и пересекаются друг с другом в различных пунктах. Такая многоплановость комплекса биологических наук во многом обусловлена необычайным многообразием живого мира [1].

2 НЕЖИВАЯ МАТЕРИЯ

Неживая природа, или косная материя, представлена в виде вещества и поля, которые обладают энергией.

Она организована в несколько уровней: элементарные частицы, атомы, химические элементы, небесные тела, звёзды, галактика и Вселенная.

Вещество может пребывать в одном из нескольких агрегатных состояний (например, газ, жидкость, твёрдое тело, плазма). Развитие Неживой природы привело к появлению живой природы.

Неживая природа существует на различных уровнях сложности. Первым из них, по современным представлениям, являются кварки, из которых состоят элементарные частицы.

Далее следует уровень атомов, слагаемых из элементарных частиц, затем идут уровни: молекул, макроскопических тел, мегаобъектов, галактик, скоплений галактик, метагалактики и Вселенной. Важно отметить, что каждый последующий уровень не сводится механически к предыдущему.

Например, атом не является простой механической суммой образующих его элементарных частиц, а представляет собой нечто более сложное и качественно новое по сравнению с этой суммой, и поэтому никак не сводим к ней.

Вспомним, одна из характерных черт третьей, или современной научной картины мира − это антимеханициз, в силу которого не только Вселенную в целом, но и каждый отдельный ее объект нельзя рассматривать как механическую совокупность составляющих частей [5].

В мире неживой природы действует так называемый принцип наименьшего действия. В соответствии с этим принципом система постоянно переходит от менее устойчивого к наиболее устойчивому состоянию. При этом всякое тело стремится принять такую форму, при которой оно обеспечивает минимум энергии его поверхности, совместимую с ориентирующими силами.

Симметрия порождающей среды, в которой образуется тело, накладывается на симметрию тела. Получающаяся при этом форма тела сохраняет те элементы собственной симметрии, которые совпадают с наложенными на него элементами симметрии среды.

На вопрос о происхождении и эволюции неживой природы неклассическое естествознание, отвечает с помощью гипотезы Большого взрыва: Не было ни звука, ни света, ни времени, ни пространства; только она, абсолютно черная масса флуктуаций неимоверных энергий, клубилась и пульсировала во мраке, с непреодолимой силой стремясь сосредоточиться в одной единственной точке – Великой Сингулярности. И когда невообразимая плотность энергии флуктуаций в Сингулярности достигла Абсолюта, она выразила себя на мгновение в сверкнувшей во мраке капле протовещества – первожидкости, состоящей из зародышей нового мира – кварков и глюонов. И содрогнулась темная масса, жадно впитав в себя эту каплю, она мгновенно превратилась ослепительно яркую субстанцию, через которую Сингулярность выразила себя, излучая все, что составляло Суть ее. И не было больше мрака – только звучащий Свет, рождающий в себе новый Мир, Пространство и Время. И было это 15 миллиардов лет назад, из капли протовещества возникла Вселенная с мириадами Галактик, Звезд, Планет. И каждое творение Вселенной заключало в себе частицу Великой Сингулярности, которая выразила себя через свое Творение, создав Разум и Живую Материю [1].

Источник: //www.referat911.ru/Koncepcii-sovremennogo-estestvoznaniya/zhivaya-i-nezhivaya-materiya-shodstva/110732-1957227-place1.html

Отличие живой материи от неживой

Чем живая материя отличается от неживой

     Жизнь — высшая форма организации материи. В то же время согласно академику В.А. Энгельгардту, у живой материи практически нет таких свойств, каких не существовало бы у неживой материи. Живое отличается от неживого только совокупностью особенностей.

     Одним из существенных свойств живого является обмен веществ, энергии и информации.

Организмы потребляют из окружающей среды энергию и вещества и используют их для протекания жизненно важных реакций, а затем возвращают в среду эквивалентное количество энергии и вещества в другой форме, менее пригодной для них.

Таким образом, организм — открытая система, находящаяся в стационарном состоянии: скорость поступления веществ и энергии из среды уравновешивается скоростью переноса веществ и энергии из системы.

В основе последней находятся белки — носители большинства жизненных функций и нуклеиновые кислоты — носители информации. Важно подчеркнуть, что живое вещество существует только в потоке непрерывного обмена веществ, энергии и информации с окружающей средой. Прекращение движения в этом потоке хотя бы одного компонента прекращает жизнь.

     Основу обмена веществ составляют взаимосвязанные и сбалансированные процессы ассимиляции, т.е.

процессы синтеза веществ в организме, и диссимиляции, в результате которых сложные вещества и соединения разлагаются на простые, и выделяется энергия, требуемая для реакций биосинтеза.

Отметим, что биогенные (необходимые для живого вещества) элементы всегда находятся в сложных миграциях, перемещениях. Их совокупность составляет круговорот веществ в биосфере.

     В качестве источников энергии для живого вещества служат солнечная и другая тепловая радиация, пища, наконец, контакты с более теплыми телами.

Энергия живых организмов в процессе их жизнедеятельности подвергается многим превращениям, в частности преобразовывается в механическую, тепловую, световую, химическую, электрическую и, в конце концов, рассеивается в окружающем пространстве.

     Что касается обмена информации, то в широком и основном значении информация — это передача от одного живого объекта к другому различных сведений или иных воздействий, которые влияют на их жизнедеятельность.

В узком смысле (например, для кибернетики) информация — это «антиэнтропия» (негэнтропия) или мера упорядочения материи.

Наряду с этим каждый живой организм воспринимает и накапливает непрерывный поток информации второго рода, который идет к нему из окружающей среды: звуки, запахи, зрительные образы, изменение температуры, освещенность ит.д.

     Единство химического состава. Состав живых организмов характеризуется наличием тех же химических элементов, что и в объектах неживой материи. В то же время соотношение элементов в живом и неживом неодинаково.

Живое вещество состоит почти на 98,8% из элементов, которые повсеместно присутствуют и в атмосфере и в гидросфере: кислорода, водорода, азота и углерода. Из оставшихся один процент приходится еще на четыре элемента, широко распространенных и весьма подвижных: кальций, калий, магний и кремний.

Оставшиеся 0,2% приходятся на долю серы, фосфора, хлора, натрия, алюминия и железа и лишь 0,01% — на все остальные элементы.

     Следует подчеркнуть, что обмен веществ обеспечивает относительное постоянство химического состава всех частей организма.

     Здесь уместно, по нашему мнению, привести закон физико-химического единства живого вещества, сформулированный В.И. Вернадским: все живое вещество Земли физико-химически едино.

     Из данного закона естественно вытекает следствие: вредное для одной части живого вещества не может быть безразлично для другой его части (или: вредное для одних видов существ вредно и для других).

     Киральная чистота. Киральность — способность вещества поляризовать свет в одну из сторон (правую или левую). Чистота киральная — наличие исключительно объектов, которые несовместимы со своим зеркальным изображением (например, левая и правая руки).

Согласно закону киральной чистоты Л. Пастера, живое вещество состоит из кирально чистых структур. Действительно, сахара, например, вырабатываемые живыми организмами, всегда поляризуют свет вправо и только вправо. Искусственно киральную чистоту получить очень трудно.

     Самовоспроизведение. Каждая отдельно взятая биологическая система существует ограниченное время; известно, что поддержание жизни связано с самовоспроизведением. В основе последнего лежит образование новых молекул и структур, которое обусловлено информацией, заложенной в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК).

     Процесс самовоспроизведения тесно связан с явлением наследственности: любое живое существо рождает себе подобных.

Наследственность состоит в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение, что связано с относительной стабильностью, то есть постоянством строения молекул ДНК.

Однако важно подчеркнуть, что развитие биологических процессов не может быть жестко детерминированным, предопределенным во всех деталях. Вследствие этого особенности родителей передаются потомству не с абсолютной точностью, а всегда с некоторыми отклонениями, обычно незначительными (микромутации), иногда существенными (макромугации).

     Изменчивость — противоположное наследственности свойство организма. Оно связано с его способностью приобретать новые признаки и свойства. В основе наследственной изменчивости лежат изменения так называемых биологических матриц — молекул ДНК.

Изменчивость создает разнообразный материал для естественного отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования. Больше шансов на сохранение получают особи, которые лучше приспособлены и быстрее размножаются.

Однако и здесь в реальной жизни нет жесткой детерминации, поэтому возможны любые случайности. Согласно Ч. Дарвину, изменчивость, наследственность и естественный отбор — главные факторы эволюции жизни. Это приводит к появлению новых ее форм, новых видов живых организмов.

Хотелось бы при этом уточнить одно обстоятельство. При появлении каждого варианта новых условий жизнь к ним приспосабливается, но обычно после ряда как бы «черновых» проб.

И то, что в одинаковых условиях среды у видов любого происхождения появляются одинаковые и наиболее рациональные приспособления к этим условиям, придает жизни компьютерные свойства. Это следует понимать так, что подобно компьютерам, жизнь после ряда проб и ошибок находит оптимальное решение для каждой задачи.

     Способность к росту и развитию присуща любому живому организму. Последний с момента зарождения растет, увеличиваясь в размерах и массе, но при этом сохраняет общие черты строения. Таким образом, рост сопровождается развитием и в результате возникает новое качественное состояние живого объекта.

Важно отметить, что развитие живой формы материи в целом представлено как индивидуальным, так и историческим развитием. На стадии индивидуального развития постепенно и последовательно проявляются все свойства единого организма. Что касается исторического развития, оно сопровождается образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни.

Именно благодаря историческому развитию возникло все многообразие живых организмов на Земле.

     Для нормального функционирования живого организма в меняющихся условиях окружающей среды необходимо внутреннее регулирование — саморегуляция различных процессов, полное подчинение их единому порядку поддержания постоянства внутренней среды — гомеостазу. В основе саморегуляции лежит принцип обратной связи, в соответствии с которым сигналом для включения того или иного регулируемого процесса может быть изменение состояния какой-либо системы, например, изменение температуры, концентрации веществ

     и т.д. Такие системы построены в клетке на химических принципах (процессы обмена веществ, как известно, регулируются на основе биологического катализа), в многоклеточном организме животного — на основе гуморальной и нервной регуляции, в сообществах организмов — в зависимости от разнообразия внутри — и межвидовых взаимодействий.

     Неотъемлемой чертой, присущей всему живому, является раздражимость. Это свойство выражается реакциями живых организмов на внешнее воздействие и связано с передачей информации из внешней среды биологической системе любой сложности (организму, органу, клетке).

Благодаря этому свойству организмы способны избирательно реагировать на условия окружающей среды (например, на тепло и холод). Наиболее яркой формой проявления раздражимости является движение. Реакции многоклеточных на раздражение (рефлексы) осуществляются с помощью нервной системы.

Подчеркнем, что сочетания «раздражитель — реакция» могут накапливаться в виде опыта, то есть научения и памяти и использоваться в последующей жизнедеятельности (по крайней мере, у животных).

     Дискретность — всеобщее свойство материи. Любая, в том числе биологическая, система состоит из отдельных, но, тем не менее, взаимодействующих частей, которые образуют структурно-функциональное единство. Живое вещество существует всегда дискретно, то есть в форме обособленных друг от друга тел, характеризующихся трехмерной структурой, которая специфична для каждого вида.

Именно по характеру этой структуры можно отличить, например, льва от кошки. Каждый организм представляет собой непрерывно функционирующую систему химических веществ и внутриклеточных структур, а у многоклеточных видов еще и кледок, тканей и органов. Основу этих систем составляют белки — носители большинства жизненных функций и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) — носители информации.

     Структурная сложность живого начинается с гигантских полимерных молекул и продолжается на уровне клеток многоклеточных организмов и надорганизменных сообществ. Все живое на Земле характеризуется иерархичностью (соподчиненностью) структурной организации .

Жизнедеятельность биологических систем на менее сложном уровне является предпосылкой осуществления свойств живого на более высоком уровне. Так, например, самовоспроизведение на уровне многоклеточного организма невозможно без деления клеток и т. д.

Указанная взаимосвязь и соподчиненность уровней организации живого является отражением иерархичного принципа строения биологических систем и лежит в основе биологической формы движения материи.

     Интенсивность, или скорость процесса фотосинтеза в растении зависит от ряда внутренних и внешних факторов.

Из внутренних факторов наиболее важное значение имеют структура листа и содержание в нем хлорофилла, скорость накопления продуктов фотосинтеза в хлоропластах, влияние ферментов, а также наличие малых концентраций необходимых неорганических веществ.

Внешние параметры — это количество и качество света, попадающего на листья, температура окружающей среды, концентрация углекислоты и кислорода в атмосфере вблизи растения.

     Скорость фотосинтеза возрастает линейно, или прямо пропорционально увеличению интенсивности света. По мере дальнейшего увеличения интенсивности света нарастание фотосинтеза становится все менее и менее выраженным, и, наконец, прекращается, когда освещенность достигает определенного уровня 10000 люкс.

Дальнейшее увеличение интенсивности света уже не влияет на скорость фотосинтеза. Область стабильной скорости фотосинтеза называется областью светонасыщения. Если нужно увеличить скорость фотосинтеза в этой области, следует изменять не интенсивность света, а какие-либо другие факторы.

Интенсивность солнечного света, попадающего в ясный летний день на поверхность земли, во многих местах нашей планеты составляет примерно 100000 люкс.

Следовательно, растениям, за исключением тех, которые растут в густых лесах и в тени, падающего солнечного света бывает достаточно для насыщения их фотосинтетической активности (энергия квантов, соответствующих крайним участкам видимого диапазона — фиолетового и красного, различается всего лишь в два раза, и все фотоны этого диапазона в принципе способны осуществить запуск фотосинтеза).

     В случае низких интенсивностей света скорость фотосинтеза при 15 и 25°С одинакова. Реакции, протекающие при таких интенсивностях света, которые соответствуют области лимитирования света, подобно истинным фотохимическим реакциям, нечувствительны к температурам.

Однако при более высоких интенсивностях скорость фотосинтеза при 25°С гораздо выше, чем при 15°С. Следовательно, в области светового насыщения уровень фотосинтеза зависит не только от поглощения фотонов, но и от других факторов.

Большинство растений в умеренном климате хорошо функционируют в интервале температур от 10 до 35°С, наиболее благоприятные условия — это температура около 25°С.

     В области лимитирования светом скорость фотосинтеза не изменяется при уменьшении концентрации СО2. Отсюда можно сделать вывод, что СО2 участвует непосредственно в фотохимической реакции.

В то же время при более высоких интенсивностях освещения, лежащих за пределами области лимитирования, фотосинтез существенно возрастает при увеличении концентрации СО2.

У некоторых зерновых культур фотосинтез линейно возрастал при увеличении концентрации СО2 до 0,5% (эти измерения проводили в кратковременных опытах, поскольку длительное воздействие высоких концентраций СО2 повреждает листы). Высоких значений скорость фотосинтеза достигает при содержании СО2 около 0,1%.

Средняя концентрация углекислоты в атмосфере составляет от 0,03%. Поэтому в обычных условиях растениям не хватает СО2, для того чтобы с максимальной эффективностью использовать попадающий на них солнечный свет.

Если помещенное в замкнутый объем растение освещать светом насыщающей интенсивности, то концентрация СО2 в объеме воздуха будет постепенно уменьшаться и достигнет постоянного уровня, известного под названием «СО2 компенсационного пункта». В этой точке появление СО2 при фотосинтезе уравновешивается выделением О2 в результате дыхания (темнового и светового). У растений разных видов положения компенсационных пунктов различны.

Источник: //www.stud24.ru/botany/otlichie-zhivoj-materii-ot-nezhivoj/238234-698741-page1.html

Глазной Доктор
Добавить комментарий