Организм и окружающая среда. Признаки организма как системы. Вещества, участвующие в процессе метаболизма

Лекция 5  Организм и окружающая среда

План

1.  Организм – целостная система. Признаки организма как системы

2.  Развитие организма (понятие онтогенеза  и филогенеза)

3.  Системы организмов

4.  Среда обитания. Экологическая ниша

5.  Влияние экологических факторов на живой организм

6.  Закон толерантности

1.  Организм – целостная система

Организм (от лат. organizo – устраиваю) – слово, заимствованное из французского языка – это живое существо, которое имеет системное (упорядоченное) строение.

Организм – система, замкнутая по структуре, иерархически организованная, неравновесная, самоорганизующаяся, открытая по обмену веществом и энергией.

Организм являясь системой, есть единица большей по масштабу структуры – экосистемы – сообщества (популяции).

Организм отличается от неживой природы определенной совокупностью свойств:

Признаки организма как системы

1.  упорядоченное строение (клеточная организация)

2.  получение энергии из окружающей среды (открытая по обмену веществом и энергией)

3.  накопление и использование энергии на поддержание своей структуры (самовозобновления, поддержания равновесия и постоянства)

Поддержание структуры организма происходит благодаря метаболизму (обмену веществ).

Метаболизм – совокупность всех химических превращений (реакций) в живом организме, обеспечивающих его жизнедеятельность.

Обмен веществ (метаболизм) которые при ведущей роли белков и нуклеиновых кислот обеспечивает гомеостаз,

Гомеостаз – самовозобновление, поддержание равновесия и постоянства внутренней среды системы (гомойобионты, пойкилобионты).

В результате обмена веществ (метаболизма) происходят различные биохимические реакции, например, дыхание, фотосинтез и т.д.,

4.  индивидуальное развитие (онтогенез)

5.  размножение, т. е. воспроизводство себе подобных. Подчиняется правилу максимального «давления жизни»: «организмы размножаются с интенсивностью обеспечивающей максимально возможное их число». Однако «давление жизни» лимитируется многими закономерностями системного мира: закон ограничения роста, соответствия среды, генетической предопределенности организма и др.

6.  реагирование на окружающую среду (адаптация)

Вещества, участвующие в процессе метаболизма

1. Ферменты – особые макромолекулярных белковых веществ, выполняющих роль катализаторов биохимических реакций в организме. Каждая биохимическая реакция в процессе жизни организма контролируется особым ферментом, который в свою очередь контролируется единичным геном.

Изменение структуры гена, называемое, мутагенезом или мутацией, приводит к изменению биохимической реакции вследствие изменения фермента, а в случае нехватки его выпадение соответствующей ступени метаболизма.

2.     Коферменты – крупные молекулы, частью которых являются витамины. Витамины – вещества необходимые для метаболизма всех организмов (бактерий, зеленых растений, животных, человека).

3.       Гормоны – особые химические вещества, которые осуществляют общую химическую координацию метаболизма.

Воздействие загрязняющих веществ особенно чувствительно на молекулярно-генетическом уровне, которое приводят к нарушению генетических систем и подавляют действие ферментных систем. Отсюда болезни, угнетение, исчезновение видов живых организмов.

2.  Развитие организма (понятие онтогенеза  и филогенеза)

Метаболические процессы на протяжении всей жизни организма протекают с различной интенсивностью. Путь индивидуального развития от зарождения до конца жизни называют онтогенезом.

Онтогенез представляет собой совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, которые претерпевает организм за весь период жизни. Онтогенез включает:

1.  оплодотворение (зиготу) или деление материнского тела клетки при бесполом размножении,

2.  рождение,

3.  развитие,

4.  старение,

5.  смерть.

Процессы и явления, проходящие на онтогенетическом уровне, т.е. на уровне индивидуума – это необходимое и существенное звено функционирования живого. Процессы онтогенеза могут быть нарушены на любой стадии действием химического, теплового и т.д. загрязнения среды.

Современный онтогенез организмов сложился в течение длительной эволюции, в результате их исторического развития – филогенеза.

Взаимосвязь между развитием живого в историко-эволюционном плане и индивидуальным развитием сформулирована в виде биогенетического закона: онтогенез всякого организма есть краткое и сжатое повторение филогенеза данного вида, т.е.  каждый индивид в своем развитии повторяет в сокращенной форме