Живые системы что это
Какими основными свойствами характеризуются живые системы
Что такое живая система
Живая система – это единство, состоящее из самовоспроизводящихся, самоорганизующихся элементов, способное к обмену веществ с окружающей средой.
В сравнении с системами неживой природы обладает другим соотношением входящих в состав химических элементов. Для неживых систем свойственно высокое содержание алюминия, кремния, магния, железа. Живые на 98% состоят из кислорода, водорода, углерода, азота.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
От неживых объектов живые организмы отличаются сложностью, структурно-функциональной упорядоченностью.
Способность к адаптации лежит в основе разнообразия живой природы. Наследственная изменчивость делает возможным отбор наиболее приспособленных особей, возникновение новых видов в процессе эволюции. Неживые системы такой способности лишены.
Основные критерии и признаки, что характерно
Живые системы обладают следующими характерными признаками:
Согласно определению, данному Фридрихом Энгельсом в труде «Диалектика природы», жизнь всегда связана с белковыми телами, а ее главным условием выступает постоянный обмен веществ.
Эти два положения стали основными критериями определения живого, послужили фундаментом нового, более современного понятия, сформулированного советским биофизиком М.В. Волькенштейном.
Живые тела – это самовоспроизводящиеся и саморегулирующиеся системы, состоящие из биополимеров: нуклеиновых кислот и белков.
Иерархическая функционально-структурная организация
Для всех жизнеспособных систем свойственно иерархическое усложнение организации. В этой иерархии выделяют 6 уровней:
Биосфера – это высший уровень организации живого на планете. На нем происходят круговороты энергии и веществ.
У многоклеточных организмов между клеточным и организменным уровнями принято выделять 2 дополнительных категории: органную и тканевую. Первая представлена сложными образованиями, отдельными относительно других составляющих организма, выполняющими особые функции. Вторая формируется при объединении однотипных клеток с общей функцией.
Свойства живых систем
Всем уровням иерархии присущи общие для живых систем черты:
Для живой природы, как и для неживой, характерна ритмичность, обусловленная планетарными и космическими причинами. С этим связана сезонная активность животных, смена бодрствования и сна человека, смена времен года, колебания атмосферного давления, температуры, влажности.
Примером дискретности может служить организм человека, состоящий из пространственно отграниченных органов, но являющий собой единое целое.
Периодический закон развития живых систем
В ходе эволюции уровень сложности живых систем может изменяться двумя способами:
Развитие жизни на Земле представляет собой сочетание этих двух способов, выступает циклическим процессом, подчиняющимся периодическому закону. Периодичность состоит в смене повторяющихся циклов. При этом с каждым циклом уровень структурной агрегации живых систем становится выше.
В рамках этой теории биологи выделяют 3 этапа развития живого на планете:
Третий этап (моно-мета-ценометабионтная эра) еще не завершен. Он продолжается и в наши дни.
Живая система
Из Википедии — свободной энциклопедии
Живая система — единство, состоящее из самоорганизующихся, самовоспроизводящихся элементов, активно взаимодействующих с окружающей средой, имеющее специфические признаки, присущие живым существам.
В науке существует мнение, что система, состоящая из живых людей, как например экономическая или социальная, обладает рядом качеств, делающих её подобной живому организму. Это живое создание со своими клетками, обменом веществ и нервной системой. В ней различные общественные институты играют роль органов, каждый из которых выполняет свою особую функцию в поддержании жизнедеятельности организма. К примеру, армия действует аналогично иммунной системе, защищая организм от вторжений извне, тогда как правительство работает подобно мозгу, принимая решения и управляя. Эта мысль была впервые озвучена ещё в античности греческим философом Аристотелем.
В своём развитии наука отошла от механистического взгляда на организмы. В изучении живых систем учёных привлекает многообразие процессов, с помощью которых система адаптируется к постоянно изменяющейся внешней среде. Множество идей и методов, объединённых в области «теории сложности», привели к осознанию организмов как самоорганизующихся адаптивных систем. Процессы в таких системах децентрализованы, неопределённы и постоянно изменяются. Сложное адаптивное поведение таких систем возникает в процессе взаимодействия между отдельными автономными компонентами. Модели, в которых управление подчинено отдельному блоку, были признаны недостаточно соответствующими действительности для большинства реальных систем.
Живая система-определение и свойства. Уровни организации живых систем.
Биология. Жизнь, происхождение. Уровни организации жизни.
Жизнь, происхождение:К примеру, жизнь определяли как «совокупность функций, сопротивляющихся смерти» (М. Биша); «химическую функцию» (А. Лавуазье); «сложный химический процесс» (И. П. Павлов). Неудовлетворенность ученых этими определениями понятна. Наблюдения показывают, что свойства живого не носят исключительного характера и по отдельности обнаруживаются среди объектов неживой природы. Определение жизни как «особой, очень сложной формы движения материи» (А. И. Опарин) отражает ее качественное своеобразие, несводимость биологических законов к химическим и физическим. Однако оно носит общий характер, не раскрывая конкретного содержания этого своеобразия. В практическом отношении полезны определения, основанные на выделении комплекса свойств, который обязателен для живых форм. Одно из них характеризует жизнь как макромолекулярную открытую систему, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии
Существуют две главные гипотезы, по-разному объясняющие появление жизни на Земле. Согласно гипотезе панспермии, жизнь занесена из космоса либо в виде спор микроорганизмов, либо путем намеренного «заселения» планеты разумными пришельцами из других миров. В середине прошлого столетия Л. Пастер окончательно доказал невозможность самозарождения жизни в теперешних условиях. В 20-х годах текущего столетия биохимики А. И. Опарин и Дж. Холдейн предположили, что в условиях, имевших место на планете несколько миллиардов лет назад, образование живого вещества было возможно. К таким условиям они относили наличие атмосферы восстановительного типа, воды, источников энергии (в виде ультрафиолетового (УФ) и космического излучения, теплоты остывающей земной коры, вулканической деятельности, атмосферных электрических явлений, радиоактивного распада), приемлемой температуры, а также отсутствие других живых существ.
Главные этапы на пути возникновения и развития жизни, по-видимому, состоят в: 1) образовании атмосферы из газов, которые могли бы служить «сырьем» для синтеза органических веществ (метана, оксида и диоксида углерода, аммиака, сероводорода, цианистых соединений), и паров воды; 2) абиогенном (т.е. происходящем без участия организмов) образовании простых органических веществ, в том числе мономеров биологических полимеров — аминокислот, Сахаров, азотистых оснований, АТФ и других мононуклеотидов; 3) полимеризации мономеров в биологические полимеры, прежде всего белки (полипептиды) и нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды); 4) образовании предбиологических форм сложного химического состава — протобионтов, имеющих некоторые свойства живых существ; 5) возникновении простейших живых форм, имеющих всю совокупность главных свойств жизни,—примитивных клеток; 6) биологической эволюции возникших живых существ.
Возможность абиогенного образования органических веществ, включая мономеры биологических полимеров, в условиях, бывших на Земле около 4 млрд. лет назад, доказана опытами химиков. В лабораторных условиях при пропускании электрических разрядов через различные газовые смеси, напоминающие примитивную атмосферу планеты, а также при использовании других источников энергии ученые получали среди продуктов реакций аминокислоты (аланин, глицин, аспарагиновую кислоту), янтарную, уксусную, молочную кислоты, мочевину, азотистые основания (аденин, гуанин), АДФ и АТФ. Низкомолекулярные органические соединения накапливались в водах первичного океана в виде первичного бульона. Последнее повышало концентрацию этих веществ, создавая тем самым лучшие условия для полимеризации. Предбиологическая эволюция протобионтов осуществлялась в трех главных направлениях. Важное значение имело совершенствование каталитической (ферментной) функции белков. Во-вторых, исключительная роль в эволюции протобионтов принадлежит приобретению полинуклеотидами способности к самовоспроизведению, что сделало возможным передачу информации от поколения к поколению, т.е. сохранение ее во времени. В основе этой способности лежит матричный синтез. Механизм матричного синтеза был использован также для переноса информации с полинуклеотидов на полипептиды. Третье главное направление эволюции протобионтов состояло в возникновении мембран. Отграничение от окружающей среды мембраной с избирательной проницаемостью превращает протобионт в устойчивый набор макромолекул, стабилизирует важные параметры обмена веществ на основе специфического катализа.
Живая система-определение и свойства. Уровни организации живых систем.
Живая система — единство, состоящее из самоорганизующихся, самовоспроизводящихся элементов, активно взаимодействующих с окружающей средой, имеющее специфические признаки присущие живым существам.
3.Отличия про- и эукариотической клеточной организации. Особенности экспрессии генов у про- и эукариот.
Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 2486 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Живые системы и их особенности
Вы будете перенаправлены на Автор24
Свойства живых систем
Живые системы обладают рядом свойств, которые отличают их от систем неживой природы. Такими особенностями являются:
Характеристика особенностей
Единство химического состава означает, что в составе всех живых организмов находятся те же химические элементы, что и в объектах неживой природы. Но соотношение этих элементов в живых и неживых объектах отличается. Состав объектов неживой природы представлен, кроме кислорода, алюминием, магнием, железом, кремнием и т.д. А живые организмы на 98% состоят из четырех элементов – кислорода, углерода, водорода и азота.
К обмену веществ с окружающей средой способны все живые организмы. Они поглощают из окружающей среды элементы, которые необходимы для питания, и выделяют продукты жизнедеятельности. Однако, в случае с небиологическом круговоротом веществ они лишь перемещаются с места на место либо меняется их агрегатное состояние, тоу живых организмов обмен веществ происходит на качественно другом уровне, включая процессы распада и синтеза. В процессе целого ряда разных сложных химических превращений поглощенные из окружающей среды вещества трансформируются в вещества, из которых строится тело живого организма. Эти процессы называются ассимиляцией. В результате обратных процессов – диссимиляции, происходит распад сложных соединений на простые. В этом случае выделяется энергия, которая необходима для реакции биосинтеза. Поэтому процесс диссимиляции называется энергетическим обменом. Благодаря обмену веществ обеспечивается постоянство химического состава, а также структуры всех составляющих частей организма, тем самым обеспечивается постоянство их функционирования.
Еще одной особенностью живых систем является способность к самовоспроизведению. Самовоспроизведение, размножение, репродукция – это способность организмов производить себе подобных. Процесс репродукции осуществляется на всех уровнях организации живой материи.
Такое свойство живых систем, как наследственность, состоит в способности живых организмов к передаче своих свойств, особенностей развития, признаков из поколения в поколение. Свойство наследственности обусловливается стабильностью, которая основана на постоянстве строения ДНК.
Противоположным наследственности, но тесно с ней связанным свойством является изменчивость. Под изменчивостью понимается способность организмов приобретать новые свойства и признаки. Изменчивость является основой для естественного отбора, что приводит к возникновению новых видов живых организмов и появлению новых форм жизни.
Следующей особенностью живых систем является рост и развитие. Развитие означает необратимое направленное изменение структуры объектов или их состава. Развитие живых форм представлено онтогенезом и филогенезом, то есть индивидуальным и историческим развитием. В ходе развития проявляется специфическая структурная организация индивидуальной особи, а репродукция макромолекул, клеток и их элементарных структур вызывает увеличение биомассы. Результатом филогенеза является многообразие живого на Земле.
Готовые работы на аналогичную тему
Раздражимость – еще одно свойство живых систем. Любой организм связан с окружающей средой, он получает из нее питательные вещества, взаимодействует с другими организмами, подвергается влиянию факторов окружающей среды и т.д. В ходе эволюции у организмов выработалось и укрепилось свойство реагировать избирательно на воздействия извне. Такое свойство называется раздражимостью. Любое изменение условий окружающей среды является раздражением для организма, реакция организма на раздражители показывает его чувствительность. Реакция многоклеточных организмов на внешний раздражитель называется рефлексом, и происходит посредством нервной системы.
Под словом дискретность понимается свойство живых систем проявляться в виде разделенных, дискретных форм.
Отдельно взятый организм либо какая-то другая биологическая система состоит из отдельных, обособленных либо ограниченных в пространстве, но при этом тесно взаимодействующих частей, которые образуют структурно-функциональное единство. Каждый вид включает отдельные особи. Каждая особь состоит из органов, которые состоят из клеток. Свойство дискретности живой системы выступает в качестве основы структурной упорядоченности и способности самообновления. Дискретность вида обусловливает возможность его эволюции посредством устранения от размножения либо гибели неприспособленных особей и сохранение организмов с признаками, полезными для выживания.
Ритмичность живых систем означает периодические изменения интенсивности физиологических функций.
Период колебаний может быть разным, от секунд до столетий. Например, известны суточные ритмы бодрствования и сна; сезонные ритмы активности у ряда животных и т.д. Ритмичность обеспечивает согласование функций организма со средой его обитания. Другими словами, ритмичность – приспособление организма к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды.
Под гомеостазом понимается совокупность приспособительных реакций организма, которые направлены на сохранение динамического состояния его внутренне среды – кровяного давления, температуры и т.д.
Принцип отрицательной обратной связи является основой гомеостаза. Саморегуляция позволяет живым системам сохранят стационарное состояние в непрерывно меняющейся окружающей среде, и обеспечивает их выживание.
Живые системы
Миллер сказал, что системы существуют на восьми «вложенных» иерархических уровнях: клетка, орган, организм, группа, организация, сообщество, общество и наднациональная система. На каждом уровне система неизменно включает двадцать критических подсистем, которые обрабатывают материю-энергию или информацию, за исключением первых двух, которые обрабатывают и материю-энергию, и информацию: воспроизводящую и граничную.
Процессорами материи-энергии являются:
Обработчиками информации являются:
Сеппянен (1998) говорит, что Миллер широко применил общую теорию систем для описания всех аспектов живых систем. [6]
Темы теории живых систем
Теория Миллера утверждает, что взаимная взаимосвязь компонентов системы распространяется на иерархические уровни. Примеры: клетки и органы живой системы процветают за счет пищи, которую организм получает из своей надсистемы; страны-члены наднациональной системы получают выгоды от совместной деятельности, в которую каждая из них вносит свой вклад. Миллер говорит, что его эклектическая теория «связывает воедино прошлые открытия из многих дисциплин и дает схему, в которую можно вписать новые открытия». [7]
Миллер выделяет сопоставимые критические подсистемы материи-энергии и обработки информации. Развивая восемь иерархических уровней, он определяет общество, составляющее седьмую иерархию, как «большую, живую, конкретную систему с [сообществом] и более низкими уровнями живых систем как подсистем и компонентов». [8] Общество может включать небольшие, примитивные, полностью потенциальные сообщества; древние города-государства и королевства; а также современные национальные государства и империи, не являющиеся наднациональными системами. Миллер дает общее описание каждой из подсистем, соответствующих всем восьми уровням.
Наднациональная система, по мнению Миллера, «состоит из двух или более обществ, некоторые или все процессы которых находятся под контролем решающего органа, который находится выше их высших эшелонов». [9] Однако он утверждает, что на сегодняшний день не существует наднациональной системы со всеми ее двадцатью подсистемами, находящимися под контролем принимающей стороны. Отсутствие наднационального решающего органа исключает существование конкретной наднациональной системы. Миллер говорит, что изучение наднациональной системы проблематично, потому что ее подсистемы
. как правило, состоит из нескольких компонентов, помимо декодера. Эти системы мало обрабатывают материю и энергию. Власть составных обществ [наций] сегодня почти всегда больше, чем власть наднациональных лиц, принимающих решения. Традиционно теория на этом уровне основывалась на интуиции и изучении истории, а не на сборе данных. В настоящее время проводятся некоторые количественные исследования, и в настоящее время бурно развивается построение моделей и симуляций глобальных систем. [10]
Сильные стороны теории Миллера
Не только те, кто специализируется на международном общении, но и все исследователи коммуникативных наук могли бы обратить особое внимание на основной вклад теории живых систем (LST) в подходы к социальным системам, на которые указал Бейли [11] :
Бейли добавляет, что LST-анализ двадцати взаимодействующих подсистем, четко различая материю-энергию и обработку информации, а также LST-анализ восьми взаимосвязанных системных уровней, позволяет нам понять, как социальные системы связаны с биологическими системами. LST также анализирует нарушения или «организационные патологии» функционирования систем (например, системное напряжение и напряжение, нарушения обратной связи, перегрузка ввода информации). Он объясняет роль энтропии в социальных исследованиях, приравнивая негэнтропию к информации и порядку. Он подчеркивает как структуру, так и процесс, а также их взаимосвязь. [13]
Ограничения
Он опускает анализ субъективных явлений и делает чрезмерный акцент на конкретном Q-анализе (корреляции объектов), фактически исключая R-анализ (корреляция переменных). Утверждая, что общества (от потенциальных сообществ до национальных государств и не наднациональных систем) имеют больший контроль над своими компонентами подсистем, чем наднациональные системы, он избегает проблемы транснациональной власти над современными социальными системами. Наднациональная система Миллера не похожа на современную миросистему, которую описал Иммануил Валлерстайн (1974), хотя обе они смотрели на одну и ту же живую (диссипативную) структуру.