Підручник Біологія 8 клас - Т.І. Базанова - Літера 2016 рік

Вступ

У дитинстві ви описували будову вашого тіла приблизно так: дві руки, дві ноги, голова й тулуб. Пізніше ви значно поглибили знання про живі організми, ознайомилися з їхньою внутрішньою будовою.

Вивчаючи біологію тварин, ви впевнилися — їхні організми функціонують як єдине ціле. Будь-яка тварина вирішує свої життєві завдання (росте, розвивається, розмножується) завдяки зв’язкам, що існують між складовими її організму. Не є винятком і людина. Її організм теж подібний до «механізму», утвореного безліччю «деталей», пов’язаних між собою. Об’єкти, що складаються з певної сукупності елементів, які взаємодіють між собою, учені називають системами. Отже, будь-який організм є системою, причому особливою — біологічною. До біологічних систем належить і організм людини.

Якими є властивості організму людини як біологічної системи? Яким є загальний план його будови? Якими є складові організму і зв’язки між ними? Що примушує ці складові «працювати» злагоджено й чітко?

Ознайомтесь із розділом «Вступ», і ви зробите перші кроки в пошуку відповідей на ці запитання. Ви дізнаєтеся про хімічний склад організму; про будову й функції його клітин і тканин; про механізми регуляції його життєвих функцій.

§ 1 Організм людини як біологічна система. Хімічний склад організму людини

Організм людини — відкрита біологічна система. Навіть прості спостереження за власним організмом можуть бути джерелом важливих біологічних знань. Простежте за змінами вашого організму від народження дотепер. Ви дізнаєтеся, що ваш зріст збільшився в 3-3,5 разу, а вага — приблизно в 15 разів. Змінюються й пропорції вашого тіла. Воно стає дедалі вправнішим і сильнішим, оскільки його м’язи розвиваються. Зазнав змін і ваш мозок, нових якостей набули зір, слух, здатність мислити. Мине час, із підлітків ви перетворитеся на молодих людей, у вас з’являться власні діти. Отже, вашому організму, як і організму будь-якої людини, притаманні основні біологічні ознаки живого — ріст, розвиток, розмноження.

За рахунок яких процесів організм людини росте, розвивається, розмножується? З навколишнього середовища під час газообміну до нього надходить кисень, разом з їжею — поживні речовини, а також вода. Назовні організм видаляє вуглекислий газ, неперетравлені рештки їжі, сечу, піт, секрет сальних залоз. Ззовні організм отримує також і енергію. Теплову енергію й хімічну — ту, що акумульована в молекулах поживних речовин. Вона вивільнюється під час реакцій їх розщеплення в організмі. Частина енергії витрачається на процес його життєдіяльності, а надлишок у вигляді тепла повертається назовні.

Учені характеризують організм людини як відкриту біологічну систему. Чому? По-перше, він має всі властивості живого, тобто є біологічним об’єктом. По-друге, згадаймо, що системою називають сукупність взаємозв’язаних елементів, які утворюють певну цілісність. Організм як біологічний об’єкт є саме такою сукупністю, а отже, системою, причому багаторівневою. Він складається із систем органів, кожна система органів — з органів, кожен орган — з тканин, тканини — з клітин. Кожна клітина є системою органел. По-третє, суттєвою ознакою організму є постійний обмін із середовищем речовинами та енергією. Системи, що мають таку властивість, називають відкритими. Отже, наведена характеристика організму людини є правильною.

Кожному з рівнів організму як багаторівневої системи відповідає певне завдання.

Клітини є структурно-функціональними одиницями організму — у них здійснюються всі перетворення речовин і енергії. Органи та їхні системи виконують інші завдання, наприклад надходження речовин до внутрішнього середовища організму (травна й дихальна система) або видалення шкідливих для організму речовин (видільна система). «Будівельним матеріалом» для органів є різноманітні тканини, які складаються з клітин різних видів і міжклітинної речовини.

Організм людини здатний до саморегуляції й адаптації до змін у навколишньому середовищі. Приклади таких пристосувальних реакцій ви знайдете, спостерігаючи за собою. Це, наприклад, спрага, яку ви відчуваєте, вживши солоне, і втамовуєте, п’ючи воду. Так ваш організм регулює концентрацію солі у внутрішньому середовищі. Це й повертання голови в бік гучного звуку — відповідь на зміни ззовні.

Ріст, розвиток і розмноження, обмін речовинами й енергією із середовищем, багаторівневість будови, адаптація і саморегуляція — загальні ознаки організму людини як відкритої біологічної системи. Конкретний зміст цих процесів ви осягатимете, вивчаючи біологію людини.

Хімічний склад організму людини. Організм людини є відкритою системою, і це визначає його склад. У ньому присутні ті самі хімічні елементи, що є в навколишньому середовищі. Вони надходять до організму в складі молекул речовин, які споживає людина. З атомів цих самих хімічних елементів утворюються власні речовини організму під час хімічних реакцій у клітинах.

Неорганічні речовини. Найбільшим серед цих речовин в організмі людини є вміст води. Він сягає до 90 % маси ембріона і до 70 % маси організму літньої людини. Вода є розчинником, який забезпечує транспорт речовин в організмі. Розчинені у воді речовини набувають здатності до взаємодії. Вода бере участь і в процесах теплообміну між організмом та навколишнім середовищем.

Деякі неорганічні речовини в організмі наявні у вигляді молекул, як, наприклад, сполуки Кальцію в кістках. Інші речовини — у вигляді йонів. Так, йони Феруму беруть участь у транспорті Оксигену в крові, йони Кальцію необхідні для скорочення м’язів, а йони Калію й Натрію — для утворення й передачі нервових імпульсів.

Органічні речовини. Молекули багатьох з них складаються з блоків — найпростіших органічних молекул. Таку будову мають усі білки (мал. 1.1 а), утворені з низки молекул амінокислот. Їхній ланцюжок зазвичай згортається у волокнисті або клубочкоподібні структури. Довга білкова молекула стає компактнішою й займає менше місця в клітині.

У хімічних перетвореннях у клітинах беруть участь десятки, а то й сотні різних білків. Їхня частка становить понад 50 % сухої маси клітин. Одні білки є будівельним матеріалом клітин, другі працюють під час скорочення м’язів, треті захищають організм від інфекцій. За допомогою ферментів — білків-каталізаторів — відбуваються майже всі хімічні реакції в організмі.

З молекул-блоків утворюються і складні вуглеводи (мал. 1.1 б). Так, блоками глікогену є молекули простого вуглеводу — глюкози. Глюкоза в організмі відіграє роль джерела енергії, а у вигляді глікогену створюються запаси глюкози. У сполуках з білками й іншими органічними речовинами вуглеводи виконують структурну функцію.

Жири (мал. 1.2) — нерозчинні у воді сполуки. У складі молекули жиру зазвичай є залишки молекул гліцерину й жирних кислот. Жири утворюють плазматичні мембрани клітин, вони накопичуються в клітинах жирової тканини, яка виконує захисні функції. Як і глюкоза, жири є джерелом енергії.

image2

Мал. 1.1. Схема будови молекули: а — білків, б — вуглеводів

image3

Мал. 1.2. Молекула жиру: 1 — молекула гліцерину; 2 — молекули жирних кислот

Молекула жиру запасає більше енергії, ніж молекула глюкози. Проте із жирів клітина добуває енергію значно довше, ніж із вуглеводів.

Носієм хімічної енергії, яка вивільнюється під час реакцій розщеплення глюкози й жирів, є речовина аденозинтрифосфатна кислота (АТФ). Молекули АТФ використовуються клітинами в усіх реакціях, що потребують витрат енергії. Без участі АТФ не працюватиме жодна клітина організму.

У молекулах дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) зберігається спадкова інформація — програма життя організму людини. Ці молекули мають значно складнішу будову, ніж білки. Молекули ДНК є основною складовою хромосом.

1. Розгляньте пункти плану частини параграфа «Організм людини — відкрита біологічна система». Визначте, чи відповідає цей план тексту, і внесіть необхідні, на ваш погляд, зміни.

а) Взаємодія організму людини й навколишнього середовища.

б) Основні біологічні ознаки живого й організм людини.

в) Пристосованість організму людини до змін навколишнього середовища.

г) Організм людини — багаторівнева відкрита система.

2. Знайдіть у тексті твердження, які доводять, що організм людини є відкритою біологічною системою. З’ясуйте, хто з вас знайшов більше доказів.

3. Розгляньте мал. 1.1 і 1.2, прочитайте опис будови молекул білків, жирів і вуглеводів. Запишіть, які функції характерні для неорганічних і органічних речовин. Неорганічні речовини: вода — ...; йони Феруму — ...; ... Органічні речовини: білки — ...; ... .

1. Наведіть приклади, які доводять, що вашому організму притаманні основні ознаки живого. 2. Назвіть процеси, завдяки яким у вашому організмі відбувається обмін речовинами між ним і навколишнім середовищем. 3. З яких елементів складається система «організм людини»? 4. Яку функцію виконують клітини в системі «організм людини»? 5. Перелічіть основні класи речовин в організмі людини. Наведіть приклади їхніх функцій. 6*. Чому до складу речовин організму, що утворюються в його клітинах, входять ті самі хімічні елементи, що є в навколишньому середовищі? Наведіть власний приклад. 7*. Поясніть, під час яких процесів організм людини отримує енергію ззовні. Придумайте експеримент, який доводить, що організм віддає енергію в зовнішнє середовище.



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити