lista de definierande egenskaperna hos biologiskt liv
biologi är den vetenskap som studerar livet, men vad exakt är livet? Detta kan låta som en dum fråga med ett uppenbart svar, men det är inte alltid lätt att definiera livet. Till exempel studerar en gren av biologi som heter Virology virus, som uppvisar några av egenskaperna hos levande enheter men saknar andra., Det visar sig att även om virus kan attackera levande organismer, orsaka sjukdomar och till och med reproducera, uppfyller de inte de kriterier som biologer använder för att definiera livet. Följaktligen är virologer inte biologer, strängt taget. På samma sätt studerar vissa biologer den tidiga molekylära utvecklingen som gav upphov till livet; eftersom händelserna som föregick livet inte är biologiska händelser, är dessa forskare också uteslutna från biologi i strikt mening av termen.,
från dess tidigaste början har biologi brottats med dessa frågor: Vilka är de delade egenskaperna som gör något ”levande”? Och när vi vet att något lever, hur hittar vi meningsfulla nivåer av organisation i sin struktur?,
lärandemål
- lista livets egenskaper
- Beställ nivåerna av organisation av levande saker
egenskaper hos livet
alla levande organismer har flera viktiga egenskaper eller funktioner: ordning, känslighet eller respons på miljön, reproduktion, tillväxt och utveckling, reglering, homeostas och energibearbetning. När de ses tillsammans tjänar dessa egenskaper till att definiera livet.
Beställ
Figur 1., En padda representerar en mycket organiserad struktur bestående av celler, vävnader, organ och organsystem.
organismer är mycket organiserade, samordnade strukturer som består av en eller flera celler. Även mycket enkla, encelliga organismer är anmärkningsvärt komplexa: inuti varje cell utgör atomer molekyler; dessa utgör i sin tur cellorganeller och andra cellulära inklusioner.
i multicellulära organismer (Figur 1) bildar liknande celler vävnader. Vävnader samarbetar i sin tur för att skapa organ (kroppsstrukturer med en distinkt funktion). Organ tillsammans bildar organsystem.,
känslighet eller reaktion på Stimuli
organismer svarar på olika stimuli. Till exempel kan växter Böja sig mot en ljuskälla, klättra på staket och väggar eller reagera på beröring (Figur 2).
Figur 2.Bladen på denna känsliga växt (Mimosa pudica) kommer omedelbart att droop och vikas vid beröring. Efter några minuter återgår växten till normal. (kredit: Alex Lomas)
även små bakterier kan röra sig mot eller bort från kemikalier (en process som kallas kemotaxis) eller ljus (fototaxis)., Rörelse mot en stimulans anses vara ett positivt svar, medan rörelse bort från en stimulans anses vara ett negativt svar.
titta på den här videon för att se hur växter svarar på en stimulans—från öppning till ljus, till inslagning av en tendril runt en gren, för att fånga byte.
reproduktion
encelliga organismer reproducerar genom att först duplicera deras DNA och sedan dela det lika som cellen förbereder sig för att dela för att bilda två nya celler. Multicellulära organismer producerar ofta specialiserade reproduktiva germlinceller som kommer att bilda nya individer., När reproduktion sker överförs gener som innehåller DNA till en organisms avkomma. Dessa gener säkerställer att avkomman kommer att tillhöra samma art och kommer att ha liknande egenskaper, såsom storlek och form.
tillväxt och utveckling
Figur 3. Även om inga två ser likadana ut, har dessa valpar ärvt gener från båda föräldrarna och delar många av samma egenskaper.
organismer växer och utvecklas enligt specifika instruktioner som kodas av deras gener., Dessa gener ger instruktioner som kommer att styra cellulär tillväxt och utveckling, se till att en art unga (Figur 3) kommer att växa upp för att uppvisa många av samma egenskaper som sina föräldrar.
reglering
även de minsta organismerna är komplexa och kräver flera regleringsmekanismer för att samordna interna funktioner, reagera på stimuli och hantera miljöbelastningar. Två exempel på interna funktioner som regleras i en organism är näringstransport och blodflöde., Organ (grupper av vävnader som arbetar tillsammans) utför specifika funktioner, såsom att bära syre i hela kroppen, avlägsna avfall, leverera näringsämnen till varje cell och kyla kroppen.
homeostas
Figur 4. Isbjörnar (Ursus maritimus) och andra däggdjur som lever i istäckta områden behåller sin kroppstemperatur genom att generera värme och minska värmeförlusten genom tjock päls och ett tätt lager av fett under huden., (credit: ”longhorndave”/Flickr)
för att kunna fungera korrekt måste cellerna ha lämpliga förhållanden såsom rätt temperatur, pH och lämplig koncentration av olika kemikalier. Dessa villkor kan dock ändras från ett ögonblick till ett annat. Organismer kan upprätthålla interna förhållanden inom ett smalt område nästan hela tiden, trots miljöförändringar, genom homeostas (bokstavligen ”steady state”)—en organisms förmåga att upprätthålla konstanta inre förhållanden., Till exempel behöver en organism reglera kroppstemperaturen genom en process som kallas termoregulering. Organismer som lever i kalla klimat, såsom isbjörnen (Figur 4), har kroppsstrukturer som hjälper dem att motstå låga temperaturer och spara kroppsvärme. Strukturer som hjälper till i denna typ av isolering inkluderar päls, fjädrar, blubber och fett. I varma klimat har organismer metoder (som svettning hos människor eller panting hos hundar) som hjälper dem att kasta överflödig kroppsvärme.
energibearbetning
alla organismer använder en energikälla för sina metaboliska aktiviteter., Vissa organismer fångar energi från solen och omvandlar den till kemisk energi i mat (fotosyntes); andra använder kemisk energi i molekyler som de tar in som mat (cellulär andning).
Figur 5. Kalifornisk kondor (Gymnogyps californianus) använder kemisk energi från mat till makten flygning. California condors är en utrotningshotad art; denna fågel har en vinge tagg som hjälper biologer identifiera individen.,
nivåer av organisation av levande saker
levande saker är mycket organiserade och strukturerade, efter en hierarki som kan undersökas på en skala från små till stora. Atomen är den minsta och mest grundläggande enheten av materia. Den består av en kärna omgiven av elektroner. Atomer bildar molekyler. En molekyl är en kemisk struktur bestående av minst två atomer som hålls samman av en eller flera kemiska bindningar., Många molekyler som är biologiskt viktiga är makromolekyler, stora molekyler som typiskt bildas genom polymerisation (en polymer är en stor molekyl som tillverkas genom att kombinera mindre enheter som kallas monomerer, vilka är enklare än makromolekyler). Ett exempel på en makromolekyl är deoxiribonukleinsyra (DNA) (Figur 6), som innehåller instruktionerna för strukturen och funktionen hos alla levande organismer.
Figur 6. Alla molekyler, inklusive denna DNA-molekyl, består av atomer., (credit: ”brian0918” / Wikimedia Commons)
vissa celler innehåller aggregat av makromolekyler omgivna av membran; dessa kallas organeller. Organeller är små strukturer som finns inom celler. Exempel på organeller är mitokondrier och kloroplaster, som utför oumbärliga funktioner: mitokondrier producerar energi för att driva cellen, medan kloroplaster gör det möjligt för gröna växter att utnyttja energin i solljus för att göra sockerarter. Alla levande ting är gjorda av celler; själva cellen är den minsta grundläggande enheten av struktur och funktion i levande organismer., (Detta krav är varför virus inte anses levande: de är inte gjorda av celler. För att skapa nya virus måste de invadera och kapa en levande cells reproduktiva mekanism. först då kan de få de material de behöver reproducera.) Vissa organismer består av en enda cell och andra är multicellulära. Celler klassificeras som prokaryota eller eukaryota. Prokaryoter är encelliga eller koloniala organismer som inte har membranbundna kärnor eller organeller.däremot har cellerna i eukaryoter membranbundna organeller och en membranbunden kärna.,
i större organismer kombineras celler för att göra vävnader, vilka är grupper av liknande celler som utför liknande eller relaterade funktioner. Organ är samlingar av vävnader grupperade tillsammans som utför en gemensam funktion. Organ är närvarande inte bara hos djur utan även i växter. Ett organsystem är en högre organisationsnivå som består av funktionellt relaterade organ. Däggdjur har många organsystem. Till exempel transporterar cirkulationssystemet blod genom kroppen och till och från lungorna; det inkluderar organ som hjärtat och blodkärlen. Organismer är enskilda levande enheter., Till exempel är varje träd i en skog en organism. Encelliga prokaryoter och encelliga eukaryoter betraktas också som organismer och kallas vanligtvis mikroorganismer.
alla individer av en art som bor inom ett visst område kallas kollektivt en population. Till exempel kan en skog innehålla många tallar. Alla dessa tallar representerar befolkningen av tallar i denna skog. Olika populationer kan leva i samma specifika område., Till exempel innehåller skogen med tallar populationer av blommande växter och även insekter och mikrobiella populationer. En gemenskap är summan av populationer som bor i ett visst område. Till exempel bildar alla träd, blommor, insekter och andra populationer i en skog skog skog skogens samhälle. Själva skogen är ett ekosystem. Ett ekosystem består av alla levande ting i ett visst område tillsammans med de abiotiska, icke-levande delarna av den miljön, såsom kväve i marken eller regnvatten., På högsta organisationsnivå (Figur 7) är biosfären samlingen av alla ekosystem, och den representerar zonerna av livet på jorden. Den innehåller mark, vatten och till och med atmosfären i viss utsträckning.
Övningsfråga
från en enda organell till hela biosfären är levande organismer delar av en högstrukturerad hierarki.
Figur 7. De biologiska nivåerna av organisation av levande saker visas., Från en enda organell till hela biosfären är levande organismer delar av en högstrukturerad hierarki., (credit ”organeller”: ändring av arbete med Umberto Salvagnin; kredit ”celler”: ändring av arbete med Bruce Wetzel, Harry Schaefer/ National Cancer Institute, kredit ”vävnad”: ändring av arbete med Kilbad; Fama Clamosa; Mikael Häggström; kredit ”organ”: ändring av arbete med Mariana Ruiz Villareal; kredit ”organismer”: ändring av arbete med ”Crystal”/Flickr); kredit – ”ekosystem”: ändring av arbete som utförts av US Fish and Wildlife Service Huvudkontor, kredit ”biosfären”: ändring av arbete med NASA)
Vilka av följande påståenden är falskt?,
- vävnader finns inom organ, som finns inom organsystem.
- samhällen finns inom populationer, som finns inom ekosystem.
- organeller finns inom celler, som finns inom vävnader.
- samhällen finns inom ekosystem, som finns i biosfären.
kontrollera din förståelse
svara på frågan nedan för att se hur bra du förstår de ämnen som omfattas av föregående avsnitt. Denna korta frågesport räknas inte mot din klass i klassen, och du kan återta det ett obegränsat antal gånger.
använd denna frågesport för att kontrollera din förståelse och bestämma om (1) studera föregående avsnitt ytterligare eller (2) gå vidare till nästa avsnitt.