- •Оглавление
- •Тема 3.1. Жизнь. Системность в организации живого 2
- •Тема 3.2. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем. Генетика и эволюция 10
- •Тема 3.3. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы 25
- •Тема 3.4. Проблема происхождения жизни: возможности естествознания 50
- •Тема 3.1. Жизнь. Системность в организации живого Биология как комплекс наук о живой материи
- •Понятие жизни. Признаки живого
- •Живой организм как самоорганизующаяся система
- •Структурные уровни организации живого
- •Клетка как фундаментальная единица живого
- •Тема 3.2. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем. Генетика и эволюция Развитие эволюционных идей в биологии
- •Принципы биологической эволюции
- •Популяция как эволюционная единица
- •Генетика как наука о наследственности и изменчивости
- •Закономерности наследования Законы г. Менделя
- •Наследование при взаимодействии генов
- •Наследование признаков, сцепленных с полом
- •Онтогенез как поэтапная реализация генетических программ
- •Тема 3.3. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы Типы питания (авто-, гетеротрофы)
- •Разнообразие живых организмов
- •Жизнь как биологический круговорот веществ, его емкость и интенсивность
- •Условия существования биосферы как открытой неравновесной системы: поток энергии, внутренняя структура
- •Живое вещество как мощная геологическая сила (планетарная роль живого вещества)
- •Взаимоотношения в биогеоценозах (трофические, топические, фабрические, форические). Разнообразие трофических взаимодействий – основа устойчивости экосистем
- •Первичная продуктивность экосистем
- •Тема 3.4. Проблема происхождения жизни: возможности естествознания Возможности методов естествознания в решении проблемы происхождения жизни
- •Гипотезы происхождения жизни. Протожизнь. Возникновение клетки
- •Эволюция клеточных структур. Возникновение эукариот. Возникновение аэробов
- •Проблема распространенности жизни во Вселенной
Тема 3.3. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы Типы питания (авто-, гетеротрофы)
Напомним, что с позиций термодинамики любая живая система, в том числе любой организм, представляет собой открытую неравновесную систему, пространственно-временная упорядоченность которой носит диссипативный характер, то есть поддерживается за счет постоянного поглощения энергии и ее рассеивания. Все функции живых систем, требующие расходования энергии, должны обеспечиваться ею из каких-либо внешних источников. Кроме того, любой живой организм поддерживает свою упорядоченность, осуществляя обмен веществ с окружающей средой.
В зависимости от источников энергии и особенностей веществ, которые поглощает организм в процессе жизнедеятельности, выделяют два основныхтипа питания – автотрофное и гетеротрофное.
При автотрофном (от греч.auto– сам иtrophē– пища)типе питанияорганизм поглощает из окружающей среды неорганические вещества (чаще всего углекислый газ, воду и минеральные соли) и синтезирует из них необходимые для жизни органические вещества – углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты. Источником энергии для этого синтеза является световое излучение Солнца или химические связи некоторых неорганических веществ. К автотрофным организмам относятся все растения (кроме паразитических и сапрофитных), цианеи и некоторые бактерии.
Большая часть автотрофов – фототрофные организмы (фотосинтетики). Они осуществляютфотосинтез– синтез органических веществ из простых соединений за счет поглощения солнечной энергии. Фотосинтез возможен лишь при наличии в клетке специальных пигментов, способных поглощать энергию фотонов, – хлорофиллов или подобных им веществ. Именно фототрофами является большинство автотрофных организмов: растения, цианеи, фотосинтезирующие бактерии.
Автотрофами являются и хемотрофные организмы(хемосинтетики). Это бактерии, осуществляющиехемосинтез –синтез органических веществ из минеральных соединений за счет энергии окисления некоторых неорганических веществ – аммиака, сероводорода, солей двухвалентного железа.
Живые существа с автотрофным типом питания играют основополагающую роль в существовании жизни на Земле. Только они осуществляют запасание энергии в химических связях синтезируемых ими органических веществ, то есть переводят часть внешней энергии в форму, используемую во всех процессах жизнедеятельности.
При гетеротрофном(от греч.hetero– другой иtrophē– пища)типе питанияорганизм поглощает из окружающей среды готовые органические соединения (питательные вещества) – белки, липиды, углеводы – и за счет их окисления получает энергию, необходимую для жизнедеятельности.
Гетеротрофные организмы не способны, в отличие от автотрофов, к первичному синтезу органических веществ из неорганических. Чужие органические вещества для гетеротрофов являются и источником химических элементов для синтеза своих собственных органических веществ, и источником необходимой для этого энергии. К гетеротрофам относятся все животные, грибы и большинство бактерий. Осуществляя разложение и минерализацию сложных органических веществ, то есть переводя химические элементы в соединения, доступные для использования автотрофами, гетеротрофы играют важную роль в обеспечении биогенного круговорота веществ.
И автотрофы, и гетеротрофы осуществляют обмен веществ, поглощая энергию и рассеивая большую ее часть в виде тепла, то есть повышая энтропию окружающей среды. Таким образом, назначение метаболизма, то есть обмена веществ живой системы с внешней средой, состоит в поддержании определенного уровня организации этой системы и ее частей.Метаболизм необходим для противодействия увеличению энтропии, обусловленному необратимыми процессами в живой системе.