Luettelo ominaispiirteistä ja biologisen elämän
Biologia on tiede, joka tutkii elämää, mutta mitä on elämä? Tämä voi kuulostaa hölmöltä kysymykseltä, johon on ilmiselvä vastaus, mutta elämän määritteleminen ei ole aina helppoa. Esimerkiksi biologian haara nimeltään virologian tutkimukset viruksia, joka näytteille joitakin ominaisuuksia asuvat yhteisöt mutta ei ole muita., On käynyt ilmi, että vaikka virukset voivat hyökätä eläviä organismeja, aiheuttaa sairauksia, ja jopa lisääntyä, ne eivät täytä kriteereitä, että biologit määrittää elämää. Näin ollen virologit eivät tarkkaan ottaen ole biologeja. Samoin jotkut biologit tutkimuksen alussa molecular evolution, joka synnytti elämän; koska tapahtumat, jotka edelsivät elämää eivät ole biologisia tapahtumia, nämä tutkijat ovat myös ulkopuolelle biologian suppeassa merkityksessä.,
sen varhaisen historian, biologian on paininut näiden kysymysten kanssa: Mitä ovat jaettuja ominaisuuksia, jotka tekevät jotain ”elossa”? Ja kun tiedämme, että jokin on elossa, miten löydämme sen rakenteesta mielekkäitä organisointitasoja?,
Oppimisen Tavoitteet
- Lista ominaisuuksia life
- Tilata järjestäytymisen tasoilla elävän asiat
Ominaisuudet Elämän
Kaikki elävät organismit jakaa useita keskeisiä ominaisuuksia ja toimintoja: tilaa, herkkyyttä tai vastaus ympäristön, lisääntyminen, kasvu ja kehitys, asetuksen, homeostaasiin, ja energian käsittely. Kun näitä ominaisuuksia tarkastellaan yhdessä, ne määrittävät elämää.
Tilaa
Kuva 1., Rupikonna edustaa hyvin järjestäytynyttä rakennetta, joka koostuu soluista, kudoksista, elimistä ja elimistä.
eliöt ovat hyvin järjestäytyneitä, koordinoituja rakenteita, jotka koostuvat yhdestä tai useammasta solusta. Jopa hyvin yksinkertainen, yksisoluiset organismit ovat erittäin monimutkaisia: sisällä jokainen solu, atomit muodostavat molekyylejä; nämä puolestaan muodostavat solun soluelimiin ja muiden solujen sulkeumia.
monisoluisissa organismeissa (Kuva 1) samankaltaiset solut muodostavat kudoksia. Kudokset puolestaan tekevät yhteistyötä elinten luomiseksi (kehon rakenteet, joilla on erillinen funktio). Elimet toimivat yhdessä muodostaen elinjärjestelmiä.,
herkkyys tai vaste ärsykkeille
eliöt reagoivat erilaisiin ärsykkeisiin. Kasvit voivat esimerkiksi taipua kohti valonlähdettä, kiivetä aidoille ja seinille tai reagoida kosketukseen (kuva 2).
Kuva 2.Tämän herkän kasvin (Mimosa pudica) lehdet putoavat välittömästi ja taittuvat kosketettaessa. Muutaman minuutin kuluttua, kasvi palaa normaaliksi. (luotto: Alex Lomas)
Vaikka pieni bakteerit voivat siirtyä kohti tai siitä poispäin kemikaaleja (tämä prosessi on nimeltään kemotaksis) tai valoa (phototaxis)., Liike kohti ärsyke pidetään myönteisen vastauksen, vaikka liikkeen päässä ärsyke pidetään kielteisen vastauksen.
Katso tämä video nähdä, miten kasvit reagoivat ärsyke—avaamasta valo, kääre kärhi noin haara, syömällä saalista.
Reproduction
yksisoluiset eliöt lisääntyvät ensin monistamalla DNA: nsa ja jakamalla sen sitten tasan solun valmistautuessa jakautumaan muodostaen kaksi uutta solua. Monisoluiset eliöt tuottavat usein erikoistuneita lisääntymiskykyisiä sukusoluja, jotka muodostavat uusia yksilöitä., Lisääntyessä DNA: ta sisältävät geenit siirtyvät organismin jälkeläisille. Nämä geenit varmistaa, että jälkeläiset kuuluvat samaan lajiin ja on samanlaisia ominaisuuksia, kuten koko ja muoto.
Kasvu ja Kehitys
Kuva 3. Vaikka kaksi näyttää samalta, nämä pennut ovat perineet geenejä molemmilta vanhemmilta ja niillä on monia samoja ominaisuuksia.
eliöt kasvavat ja kehittyvät geeniensä koodaamien erityisohjeiden mukaisesti., Nämä geenit antaa ohjeita, joka ohjaa solujen kasvua ja kehitystä, varmistaa, että lajien nuoria (Kuvio 3) kasvaa jopa näytteille monia samoja ominaisuuksia kuin sen vanhemmat.
Asetuksen
pienimmätkin organismit ovat monimutkaisia ja vaativat useita sääntelyn mekanismeja, joilla koordinoidaan sisäiset toiminnot, reagoi ärsykkeisiin, ja selviytymään ympäristön häiriötekijöille. Kaksi esimerkkiä organismin säätelemistä sisäisistä toiminnoista ovat ravinnekuljetus ja verenkierto., Elimet (ryhmät kudosten yhdessä) suorittaa erityisiä tehtäviä, kuten kuljettaa happea koko kehon, poistaa jätteet, tuottaa ravinteita jokaiseen soluun, ja jäähdytys elin.
Homeostaasiin
Kuva 4. Jääkarhun (Ursus maritimus) ja muut nisäkkäät, jotka elävät jään peittämät alueet, säilyttää kehon lämpötila tuottamalla lämpöä ja vähentää lämpöhäviöt paksu turkki ja tiivis kerros rasvaa ihon alle., (luotto: ”longhorndave”/Flickr),
toimiakseen kunnolla, solut täytyy on asianmukaiset edellytykset, kuten oikea lämpötila, pH, ja asianmukaiset pitoisuus erilaisia kemikaaleja. Nämä ehdot voivat kuitenkin muuttua hetkestä toiseen. Organismit pystyvät säilyttämään sisäisen ehtoja kapealla alueella lähes jatkuvasti, huolimatta ympäristön muutosten kautta homeostaasiin (kirjaimellisesti, ”steady state”)—kyky organismi ylläpitää jatkuvaa sisäistä ehtoja., Esimerkiksi organismin on säädeltävä ruumiinlämpöä termoregulaationa tunnetun prosessin avulla. Kylmässä ilmastossa elävillä eliöillä, kuten jääkarhulla (Kuva 4), on ruumiinrakenteita, jotka auttavat niitä kestämään matalia lämpötiloja ja säästävät ruumiinlämpöä. Rakenteita, jotka auttavat tämäntyyppisiä eristys ovat turkis, höyhenet, blubber, ja rasvaa. Kuumassa ilmastossa eliöillä on menetelmiä (kuten hikeä ihmisillä tai läähättämistä koirilla), jotka auttavat niitä karistamaan ylimääräistä ruumiinlämpöä.
energian käsittely
kaikki eliöt käyttävät energialähdettä aineenvaihdunnassaan., Jotkut organismit kaapata auringon energiaa ja muuntaa sen kemiallinen energia ruokaa (fotosynteesi); toiset käyttävät kemiallista energiaa molekyylien he ottavat ruokaa (soluhengitys).
Kuva 5. Kalifornian condor (Gymnogyps californianus) käyttää kemiallista energiaa johdettu ruokaa voima lennon. Kaliforniankondorit ovat uhanalainen laji; tällä linnulla on siipilappu, joka auttaa biologeja tunnistamaan yksilön.,
järjestäytymisen Tasoilla Elävän Asioita,
Elävä asiat ovat hyvin järjestetty ja jäsennelty, seuraavan hierarkian, joka voi olla tarkasteltiin asteikolla pienestä suureen. Atomi on Materian pienin ja perustavanlaatuisin yksikkö. Se koostuu elektronien ympäröimästä ytimestä. Atomit muodostavat molekyylejä. Molekyyli on kemiallinen rakenne, joka koostuu vähintään kaksi atomeja pitää yhdessä yksi tai useampia kemiallisia sidoksia., Monia molekyylejä, jotka ovat biologisesti tärkeitä ovat makromolekyylejä, suuria molekyylejä, jotka ovat tyypillisesti muodostettu polymeroimalla (polymeeri on suuri molekyyli, joka on tehty yhdistämällä pienempiä yksiköitä kutsutaan monomeerit, jotka ovat yksinkertaisempia kuin makromolekyylejä). Esimerkki makromolekyylejä on deoksiribonukleiinihappo (DNA) (Kuva 6), joka sisältää ohjeet rakenne ja toiminta kaikkien elävien organismien.
Kuva 6. Kaikki molekyylit, myös tämä DNA-molekyyli, koostuvat atomeista., (luotto: ”brian0918″/Wikimedia Commons)
Jotkut solut sisältävät aggregaatit makromolekyyleistä, jotka ympäröivät kalvot; näitä kutsutaan organelles. Organellit ovat pieniä rakenteita, joita on solujen sisällä. Esimerkkejä soluelimiin ovat mitokondrioita ja viherhiukkasia, joka suorittaa välttämättömiä toimintoja: mitokondrioita tuottamaan energiaa solujen, kun taas viherhiukkasia, jotta vihreät kasvit käyttävät energiaa auringonvalon, jotta sokerit. Kaikki elolliset on tehty soluista; itse solu on pienin rakenteen ja toiminnan perusyksikkö elävissä eliöissä., (Tämän vaatimuksen vuoksi viruksia ei pidetä elävinä: niitä ei ole tehty soluista. Tehdä uusia viruksia, ne täytyy hyökätä ja kaapata lisääntymis mekanismi elävä solu; vasta sitten he voivat saada materiaaleja he tarvitsevat lisääntyä.) Jotkin eliöt koostuvat yhdestä solusta ja toiset ovat monisoluisia. Solut luokitellaan prokaryoottisiksi tai eukaryoottisiksi. Prokaryootit ovat yksisoluisia tai siirtomaa-organismeja, jotka eivät ole kalvo-sidottu ytimet tai soluelimiin; sen sijaan, solut eukaryooteissa on kalvo sidottu soluelimiin ja kalvo sidottu ydin.,
isommissa organismeissa solut yhdistyvät kudoksiksi, jotka ovat samankaltaisten solujen ryhmiä, jotka suorittavat samanlaisia tai niihin liittyviä toimintoja. Elimet ovat kudoskokoelmia, jotka on ryhmitelty yhteen ja joilla on yhteinen tehtävä. Elimiä esiintyy paitsi eläimissä myös kasveissa. Elinjärjestelmä on korkeampi organisaatio, joka koostuu toiminnallisesti liittyvistä elimistä. Nisäkkäillä on monia elinjärjestelmiä. Esimerkiksi verenkiertoelimistö kuljettaa verta kehon läpi ja keuhkoihin; se sisältää elinten, kuten sydämen ja verisuonten. Eliöt ovat yksittäisiä eläviä kokonaisuuksia., Esimerkiksi jokainen metsän puu on eliö. Yksisoluiset prokaryootit ja yksisoluiset eukaryooteissa pidetään myös organismien ja ovat yleensä kutsutaan mikro-organismeja.
kaikkia tietyllä alueella eläviä lajin yksilöitä kutsutaan yhteisesti populaatioksi. Esimerkiksi metsässä voi olla paljon mäntyjä. Kaikki nämä männyt edustavat tämän metsän mäntykantaa. Eri populaatiot voivat elää samalla erityisalueella., Esimerkiksi mäntymetsään kuuluu kukkivien kasvien populaatioita sekä myös hyönteisiä ja mikrobipopulaatioita. Yhteisö on tietyllä alueella asuvien populaatioiden summa. Esimerkiksi kaikki metsän puut, kukat, hyönteiset ja muut populaatiot muodostavat metsän yhteisön. Metsä itsessään on ekosysteemi. Ekosysteemi koostuu kaikista tietyn alueen eliöistä yhdessä sen ympäristön abioottisten, elottomien osien, kuten maaperän typen tai sadeveden, kanssa., Korkeimmalla organisaatiotasolla (Kuva 7) biosfääri on kaikkien ekosysteemien kokoelma, ja se edustaa elämän vyöhykkeitä maapallolla. Siihen kuuluu jonkin verran maata, vettä ja jopa ilmakehää.
Käytännössä Kysymys
yhdestä organelliin koko biosfäärin, elävät organismit ovat osa hyvin jäsennelty hierarkia.
Kuva 7. Elollisten järjestäytymisen biologiset tasot näkyvät., Yhdestä organellista koko biosfääriin elävät organismit ovat hyvin jäsennellyn hierarkian osia., (luotto ”soluelimiin”: muuttaminen työn Umberto Salvagnin; luotto ”soluja”: muuttaminen työn Bruce Wetzel, Harry Schaefer/ National Cancer Institute; luotto ”kudosten”: muuttaminen työn Kilbad; Fama Clamosa; Mikael Häggström; luotto ”elimet”: muuttaminen työn Mariana Ruiz Villareal; luotto ”organismit”: muuttaminen työn ”Crystal”/Flickr; luotto ”ekosysteemien”: muuttaminen työn US Fish and Wildlife Service Päämaja; luotto ”biosfääri”: muuttaminen työn NASA)
Mikä seuraavista väittämistä on väärä?,
- elinten sisällä on kudoksia, joita on elinjärjestelmissä.
- populaatioissa on yhteisöjä, joita esiintyy ekosysteemeissä.
- organelleja on soluissa, joita on kudoksissa.
- yhteisöjä on biosfäärissä esiintyvien ekosysteemien sisällä.
Tarkista Ymmärtäminen
Vastata kysymykseen(s) alla nähdä, miten hyvin ymmärrät aiheita käsiteltiin edellisessä jaksossa. Tämä lyhyt tietovisa ei laske kohti arvosana luokassa, ja voit ottaa sen takaisin rajattomasti useita kertoja.
Käytä tätä tietokilpailu tarkistaa ymmärrystä ja päättää (1) tutkimus edellisessä jaksossa edelleen tai (2) siirtyä seuraavaan osioon.