Seznam definující charakteristiky biologického života
Biologie je věda, která studuje život, ale co přesně je život? To může znít jako hloupá otázka se zřejmou odpovědí, ale není vždy snadné definovat život. Například odvětví biologie zvané virologie studuje viry, které vykazují některé vlastnosti živých bytostí, ale postrádají jiné., Ukazuje se, že i když viry mohou napadat živé organismy, způsobovat nemoci a dokonce reprodukovat, nesplňují kritéria, která biologové používají k definování života. V důsledku toho virologové nejsou biologové, přísně vzato. Podobně, někteří biologové studovat rané molekulární evoluce, která dala vzniknout životu; od událostí, které předcházely život nejsou biologické události, tito vědci jsou také vyloučeny z biologie v užším slova smyslu.,
od svých nejranějších počátků se biologie potýkala s těmito otázkami: jaké jsou sdílené vlastnosti, které dělají něco „živého“? A jakmile víme, že je něco naživu, jak najdeme smysluplné úrovně organizace ve své struktuře?,
Cíle Vzdělávání
- Seznam vlastností život
- Cílem úrovních organizace živých věcí,
Vlastnosti
Všechny živé organismy mají několik společných vlastností nebo funkcí: pořadí, citlivosti nebo reakci na životní prostředí, rozmnožování, růst a vývoj, nařízení, homeostázy, a energetické zpracování. Při společném pohledu slouží tyto vlastnosti k definování života.
Order
figura 1., Ropucha představuje vysoce organizovanou strukturu sestávající z buněk, tkání, orgánů a orgánových systémů.
organismy jsou vysoce organizované, koordinované struktury, které se skládají z jedné nebo více buněk. Dokonce i velmi jednoduché jednobuněčné organismy jsou pozoruhodně složité: uvnitř každé buňky tvoří atomy molekuly; ty zase tvoří buněčné organely a další buněčné inkluze.
u mnohobuněčných organismů (Obrázek 1) tvoří podobné buňky tkáně. Tkáně zase spolupracují na vytváření orgánů (struktury těla s odlišnou funkcí). Orgány spolupracují na tvorbě orgánových systémů.,
citlivost nebo reakce na podněty
organismy reagují na různé podněty. Například rostliny se mohou ohýbat směrem ke zdroji světla, vylézt na ploty a stěny nebo reagovat na dotek (Obrázek 2).
Obrázek 2.Listy této citlivé rostliny (Mimosa pudica) se při dotyku okamžitě vysadí a sklopí. Po několika minutách se rostlina vrátí do normálu. (kredit: Alex Lomas)
dokonce i malé bakterie se mohou pohybovat směrem nebo daleko od chemikálií (proces nazývaný chemotaxe) nebo světla (fototaxe)., Pohyb směrem k podnětu je považován za pozitivní reakci, zatímco pohyb od stimulu je považován za negativní reakci.
podívejte se na toto video, aby viděli, jak rostliny reagují na podněty—od otevření na světlo, balení úponky kolem větve, k zachycení kořisti.
reprodukce
jednobuněčné organismy se reprodukují nejprve duplikací jejich DNA a poté je rozdělí rovnoměrně, když se buňka připravuje na rozdělení a vytvoří dvě nové buňky. Mnohobuněčné organismy často produkují specializované reprodukční zárodečné buňky, které budou tvořit nové jedince., Když dojde k reprodukci, geny obsahující DNA se předávají potomkům organismu. Tyto geny zajišťují, že potomci budou patřit ke stejnému druhu a budou mít podobné vlastnosti, jako je velikost a tvar.
Růst a Vývoj
Obrázek 3. Ačkoli žádné dva vypadají podobně, tato štěňata zdědila geny od obou rodičů a sdílejí mnoho stejných vlastností.
organismy rostou a vyvíjejí se podle specifických pokynů kódovaných jejich geny., Tyto geny poskytují pokyny, které nasměrují buněčný růst a vývoj a zajistí, že mladý druh (obrázek 3) vyroste, aby vykazoval mnoho stejných charakteristik jako jeho rodiče.
Nařízení
I ty nejmenší organismy jsou složité a vyžadují více regulačních mechanismů pro koordinaci vnitřních funkcí, reagovat na podněty, a vyrovnat se s životní prostředí zdůrazňuje. Dva příklady vnitřních funkcí regulovaných v organismu jsou transport živin a průtok krve., Orgány (skupiny tkání, které pracují společně) plní specifické funkce, jako je přenášení kyslíku v celém těle, odstraňování odpadů, dodávání živin do každé buňky a chlazení těla.
homeostáza
obrázek 4. Lední medvědi (Ursus maritimus) a další savci žijící v oblastech pokrytých ledem udržují svou tělesnou teplotu vytvářením tepla a snižováním tepelných ztrát tlustou srstí a hustou vrstvou tuku pod kůží., (credit: „longhorndave“/Flickr)
V aby správně fungovat, buňky musí mít vhodné podmínky jako je správná teplota, pH a vhodná koncentrace různých chemických látek. Tyto podmínky se však mohou změnit z jednoho okamžiku na druhý. Organismy jsou schopny udržovat vnitřní podmínky v úzkém rozmezí téměř neustále, navzdory změnám prostředí, prostřednictvím homeostázy (doslova „ustáleného stavu“)—schopnosti organismu udržovat konstantní vnitřní podmínky., Například organismus musí regulovat tělesnou teplotu procesem známým jako termoregulace. Organismy, které žijí v chladném podnebí, jako je lední medvěd (obrázek 4), mají struktury těla, které jim pomáhají odolávat nízkým teplotám a šetřit tělesné teplo. Struktury, které pomáhají v tomto typu izolace, zahrnují kožešinu, peří, blubber a tuk. V horkém podnebí mají organismy metody (jako je pocení u lidí nebo lapání po dechu u psů), které jim pomáhají zbavit se přebytečného tělesného tepla.
zpracování energie
všechny organismy používají pro svou metabolickou činnost zdroj energie., Některé organismy zachycují energii ze slunce a přeměňují ji na chemickou energii v potravinách (fotosyntéza); jiné používají chemickou energii v molekulách, které berou jako potravu (buněčné dýchání).
obrázek 5. Kalifornský kondor (Gymnogyps californianus) využívá chemickou energii získanou z potravy k napájení. Kalifornští kondoři jsou ohroženým druhem; tento pták má značku křídla, která pomáhá biologům identifikovat jednotlivce.,
úrovně organizace živých věcí
živé věci jsou vysoce organizované a strukturované podle hierarchie, kterou lze zkoumat na stupnici od malých po velké. Atom je nejmenší a nejzákladnější jednotkou hmoty. Skládá se z jádra obklopeného elektrony. Atomy tvoří molekuly. Molekula je chemická struktura sestávající z nejméně dvou atomů držených pohromadě jednou nebo více chemickými vazbami., Mnoho molekul, které jsou biologicky důležité jsou makromolekuly, velké molekuly, které jsou obvykle tvořeny polymerace (polymer je velká molekula, která je vyrobena kombinací menších jednotek nazývaných monomery, které jsou jednodušší, než makromolekuly). Příklad makromolekula je deoxyribonukleové kyseliny (DNA) (viz Obrázek 6), která obsahuje pokyny pro strukturu a fungování všech živých organismů.
obrázek 6. Všechny molekuly, včetně této molekuly DNA, se skládají z atomů., (credit: „brian0918″/ Wikimedia Commons)
některé buňky obsahují agregáty makromolekul obklopených membránami; ty se nazývají organely. Organely jsou malé struktury, které existují v buňkách. Příklady organely obsahují mitochondrie a chloroplasty, které vykonávají nezbytné funkce: mitochondrie produkují energii pro buňky, zatímco chloroplasty povolit zelené rostliny využívají energii ze slunečního záření, aby se cukry. Všechny živé věci jsou vyrobeny z buněk; samotná buňka je nejmenší základní jednotkou struktury a funkce v živých organismech., (Tento požadavek je důvod, proč se viry nepovažují za živé: nejsou vyrobeny z buněk. Aby se nové viry, mají napadnout a ukrást reprodukční mechanismus živé buňky; teprve pak mohou získat materiály, které potřebují k reprodukci.) Některé organismy se skládají z jedné buňky a jiné jsou mnohobuněčné. Buňky jsou klasifikovány jako prokaryotické nebo eukaryotické. Prokaryot jsou jednobuněčné nebo koloniální organismy, které nemají membránu vázané jádra nebo organely, v kontrastu, buňky eukaryota mají membránu vázané organely a membrány vázané jádro.,
u větších organismů se buňky kombinují a vytvářejí tkáně, což jsou skupiny podobných buněk, které provádějí podobné nebo související funkce. Orgány jsou sbírky tkání seskupených dohromady, které vykonávají společnou funkci. Orgány jsou přítomny nejen u zvířat, ale také v rostlinách. Orgánový systém je vyšší úroveň organizace, která se skládá z funkčně příbuzných orgánů. Savci mají mnoho orgánových systémů. Například oběhový systém transportuje krev tělem a do a z plic; zahrnuje orgány, jako je srdce a krevní cévy. Organismy jsou jednotlivé živé bytosti., Například každý strom v lese je organismus. Jednobuněčné prokaryoty a jednobuněčné eukaryoty jsou také považovány za organismy a obvykle se označují jako mikroorganismy.
všichni jedinci druhu žijícího v určité oblasti se souhrnně nazývají populace. Například Les může zahrnovat mnoho borovic. Všechny tyto borovice představují populaci borovic v tomto lese. Ve stejné specifické oblasti mohou žít různé populace., Například les s borovicemi zahrnuje populace kvetoucích rostlin a také hmyz a mikrobiální populace. Komunita je součtem populací obývajících určitou oblast. Například všechny stromy, květiny, hmyz a další populace v lese tvoří komunitu lesa. Samotný les je ekosystém. Ekosystém se skládá ze všech živých věcí v určité oblasti spolu s abiotickým, non-živých částí tohoto prostředí, jako je dusík v půdě nebo dešťové vody., Na nejvyšší úrovni organizace (Obrázek 7) je biosféra sbírkou všech ekosystémů a představuje zóny života na zemi. Zahrnuje půdu, vodu a do jisté míry i atmosféru.
praktická otázka
z jediné organely do celé biosféry jsou živé organismy součástí vysoce strukturované hierarchie.
Obrázek 7. Jsou zobrazeny biologické úrovně organizace živých věcí., Od jedné organely po celou biosféru jsou živé organismy součástí vysoce strukturované hierarchie., (úvěr „organely“: změna práce Umberto Salvagnin; úvěr „buňky“: změna práce Bruce Wetzel, Harry Schaefer/ National Cancer Institute; úvěr „tkání“: změna práce Kilbad; Fama Clamosa; Mikael Häggström; úvěr „orgánů“: změna práce Mariana Ruiz Villareal; úvěr „organismy“: změna práce „Crystal“/Flickr; úvěr „ekosystémů“: změna práce podle US Fish and Wildlife Service Ústředí; úvěr „biosféra“: modifikace práce NASA)
Který z následujících výroků je nepravdivý?,
- tkáně existují v orgánech, které existují v orgánových systémech.
- komunity existují v populacích, které existují v ekosystémech.
- organely existují v buňkách, které existují v tkáních.
- komunity existují v ekosystémech, které existují v biosféře.
Zkontrolujte své porozumění
odpovězte na níže uvedenou otázku, abyste zjistili, jak dobře rozumíte tématům uvedeným v předchozí části. Tento krátký kvíz se nezapočítává do vaší třídy ve třídě a můžete jej opakovat neomezeně mnohokrát.
pomocí tohoto kvízu zkontrolujte své porozumění a rozhodněte se, zda chcete (1) studovat předchozí sekci dále nebo (2) Přejít na další část.