Біологія. Повторне видання. 7 клас. Соболь

Якби на Землі не було життя, обличчя її було б таким же незмінним і хімічно інертним, як нерухоме обличчя Місяця, як інертні уламки небесних світил.

Володимир Вернадський (1863-1945) — видатний український науковець

§ 1.5. Потік речовин, енергії та інформації

Цікаво!

«Звір і птах, камінь і зірка — усі ми одне, усі одне... — примовляла Кобра, опустивши капшук і теж погойдуючись у проміжку між дітьми. — Дитина і змія, зірка і камінь — усі ми одне...» — писала англійська письменниця Памела Ліндон Треверс у повісті «Мері Поппінс». Що об’єднує все живе й неживе в єдину цілісність під назвою ПРИРОДА?

ЗАКОНОМІРНОСТІ ПРИРОДИ

ПОТІК РЕЧОВИН, ЕНЕРГІЇ ТА ІНФОРМАЦІЇ — це сукупність процесів, що здійснюють надходження, перетворення й видалення речовин, енергії та інформації в природних системах. Усі процеси потоку речовин, енергії та інформації тісно взаємопов’язані й відбуваються згідно з універсальними законами природи.

Це закони збереження енергії, перетворення енергії, збереження маси. Потік речовин, енергії та інформації є основою матеріальної єдності світу, сутність якої в подібності всіх об’єктів та явищ природи.

ЗМІСТ

Чому потік речовин — основа єдності неживої та живої природи?

Матеріальна єдність світу виявляється насамперед у єдності хімічного складу об’єктів Всесвіту. До складу живих систем входять ті самі елементи й неорганічні речовини, що є в тілах неживої природи, проте в інших кількісних співвідношеннях.

Живі організми з неживої природи отримують хімічні елементи та неорганічні речовини й утворюють з них власні органічні сполуки. Барвистість кольорів і відтінків, неймовірність натуральних ароматів, утілення краси й гармонії в різноманітті форм визначається властивостями вуглеводів, жирів, білків і нуклеїнових кислот.

Яка ж роль хімічних речовин у живій природі? Основна їхня функція структурна. З білків будується тіло всіх організмів, неорганічні солі та оксиди утворюють захисні структури, резервні утвори формують зазвичай жири й вуглеводи. Речовини можуть виконувати й енергетичну та інформативну функції. Так, молекули АТФ — універсальний акумулятор енергії в клітинах, а інформативними молекулами живого є нуклеїнові кислоти.

Потік речовин у біосистемах взаємопов’язаний з обміном енергії та інформації і має закономірний характер. Різноманітні перетворення речовин відбуваються згідно із законом збереження маси речовин, ознайомлення з яким відбудеться під час вивчення хімії.

Біологія + Природа.

Видатний італійський художник, винахідник і вчений Леонардо да Вінчі був зачарований водою. «Воді дана чарівна сила — стати соком життя на Землі». Оціни значення води для потоку речовин, енергії та інформації в живій природі.

Яке значення енергії та як відбуваються її перетворення в живій природі?

Жива природа здатна використовувати, вивільняти, перетворювати енергію ззовні, що є її визначальною відмінністю від неживої природи. Енергія Сонця надходить до живого з Космосу. Її поглинають рослини і використовують для фотосинтезу — утворення простих цукрів. Окиснення синтезованих вуглеводів у процесі дихання супроводжується виділенням енергії, яку живі істоти використовують для життєдіяльності. Усередині живого енергія зазнає змін: світлова енергія видозмінюється в хімічну енергію речовин, хімічна — у механічну енергію руху. Дозрівання солодких грон винограду, світіння жуків-світляків, шлюбний танок японських журавлів — усе це приклади дивовижних перетворень енергії, речовин та інформації у живій природі.

Потік енергії та її зміни в біосистемах мають закономірний характер і відбуваються згідно із такими універсальними законами природи, як закон збереження енергії та закон перетворення енергії. Сутність цих законів нам розкриває фізика.

Біологія + Природа.

Як називається біологічне світіння у світляка звичайного, під час якого хімічна енергія перетворюється у світлову?

Яке значення інформації для живої природи?

Інформація є властивістю енергії, зберігається за участю речовин і передається у вигляді сигналів, що мають фізичну, хімічну чи біологічну природу. Наприклад, світлова інформація про забарвлення природних тіл чи звукова інформація про грім мають фізичну природу, запахи природних тіл визначаються хімічними речовинами.

Взаємодія живої природи з неживою передбачає постійне отримування зовнішньої вхідної інформації про зміни, що відбуваються в навколишньому світі. Живі системи здатні сприймати різні впливи середовища й відповідно змінювати свою життєдіяльність. Ця властивість визначається як подразливість. Вона є основою іншої, не менш важливої здатності живого пристосовуватися до усієї різноманітності умов середовища існування, яку іменують адаптивністю. Живі системи мають власну внутрішню генетичну інформацію, що передається в спадок за допомогою генів. Тому її ще називають спадковою інформацією, а здатність живого передавати свої ознаки з покоління в покоління — спадковістю.

Біологія + Екологія.

Яку інформацію для інших організмів подають «очі» на крилах певних видів метеликів?

Коротко про головне

• Основа єдності природи — потік речовин, роль якого пов’язана з трьома основними функціями хімічних сполук: структурною, енергетичною, інформативною.
• Джерелом енергії, яка започатковує всю різноманітність її перетворень, є Сонце.
• Завдяки зовнішній вхідній інформації здійснюється подразливість та адаптивність живого, внутрішня генетична інформація забезпечує життєдіяльність, розвиток та зв’язок поколінь у часі, а зовнішня вихідна інформація організовує взаємодію між живими системами.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Навчальне завдання. Що спільного між живою та неживою природою? Опорна схема для оцінювання. Потік речовин, енергії та інформації.

Розвивальне завдання. Як довести єдність живої та неживої природи? Лабораторна вправа. Дослідження процесу випаровування води рослинами.

Ціннісне завдання. Яке значення потоку речовин, енергії та інформації для живих організмів? Вправа для вибірковості. Полуниця садова та потік речовин, енергії та інформації.

Результат

Очікувані результати навчання (Учень/учениця...)

• оцінює знання: про ПОТІК РЕЧОВИН, ЕНЕРГІЇ ТА ІНФОРМАЦІЇ та його значення для живої природи
• оцінює результати: ДОСЛІДЖЕННЯ з випаровування рослинами води
• виявляє вибірковість та оцінює значущість: знань потоку речовин, енергії та інформації для формування ПРИРОДНИЧОЇ КАРТИНИ СВІТУ

Само + ...

Самонавчання. Ціннісно-емоційне завдання «Повага до державної мови». Вправа-відповідність. Як правильно називати квіткові рослини українською мовою?

Самооцінювання. Продуктивно-творче завдання. Значення зовнішньої інформації для бджіл.

«Biology» § 1.5. Flow of substances, energy and information.