Признаки живого и уровни организации

«Чем живое отличается от неживого?» — вопрос, который кажется детским, пока не попробуешь ответить. Кристалл соли растёт. Пламя питается и выделяет продукты. Река движется. Робот реагирует на свет. Ни один признак поодиночке живое не определяет — и именно поэтому биология описывает жизнь набором свойств, которые должны быть все сразу.

Начать стоит с самого общего определения. Организм — это открытая биологическая система. «Система» означает, что он состоит из связанных между собой частей и работает как целое: убери сердце — и организм перестанет быть организмом, хотя вещество никуда не денется. «Открытая» означает, что он непрерывно обменивается со средой веществом, энергией и информацией. Закрытых живых систем не бывает: организм, переставший обмениваться со средой, мёртв.

Дальше — сами свойства. Их удобно разбирать не списком, а по тому, какую задачу каждое решает.

Обмен веществ и превращение энергии — главное свойство, из которого вытекают остальные. Организм берёт вещества из среды (питание), окисляет их, получая энергию (дыхание), строит из них своё тело и удаляет ненужное (выделение). Отличие от «питания» пламени в том, что живое перестраивает вещества под себя: из чужих белков строит свои.

Раздражимость — способность отвечать на воздействие среды. Корень поворачивает к влаге, амёба уползает от кристалла соли, лягушка бросается на движущееся насекомое. Важно: раздражимость есть у всех живых существ, включая растения и бактерии.

Саморегуляция — поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза): температура тела человека держится около 36,6 °C, а состав крови — в узких пределах, как бы ни менялась обстановка снаружи.

Рост и развитие. Живое растёт за счёт внутренних процессов — веществ, усвоенных и встроенных в собственное тело; кристалл же нарастает снаружи, присоединяя готовые частицы. Развитие — это изменение со временем: головастик превращается в лягушку, семя — в дерево.

Размножение и наследственность. Живое воспроизводит себе подобных, передавая потомству признаки. Изменчивость — обратная сторона того же свойства: потомки не копии, и это даёт материал для приспособления.

Движение в широком смысле — перемещение всего организма или его частей: червь ползёт, растение поворачивает лист, реснички гонят слизь.

И общее для всех: живое имеет клеточное строение (кроме вирусов, которые поэтому и считаются неклеточной формой жизни) и единый химический состав — белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, вода.

Задание 1 — единственное в работе, где ответ пишется словом, а не цифрами. Формулировка почти всегда одна: описана конкретная ситуация, и спрашивают, какое ОБЩЕЕ свойство живых организмов она иллюстрирует. Слово «общее» выделено не случайно: ждут название свойства, а не пересказ ситуации.

Приём такой: прочитайте описание и спросите себя, что организм делает по сути.

«Дождевой червь, поочерёдно сокращая мышцы и цепляясь щетинками, перемещается в толще земли» — организм перемещается, значит, свойство движение. Ответ «сокращение мышц» неверен: это механизм, а не свойство живого.

«Организм лягушки поглощает из воздуха кислород и выделяет углекислый газ» — дыхание. Можно ответить «обмен веществ», и это чаще всего тоже засчитывают, но точнее назвать именно дыхание, раз описан газообмен.

«Животное в ответ на приближение человека приняло угрожающую позу и зашипело» — раздражимость: организм ответил на воздействие среды.

Вот здесь и лежит главная ловушка линии. Раздражимость и рефлекс — не одно и то же. Раздражимость есть у любого живого существа, в том числе у растения и бактерии, и нервная система для неё не нужна. Рефлекс — это ответ, идущий через нервную систему, и он бывает только у животных, у которых она есть. Если в задании речь о растении, тянущемся к свету, — это раздражимость, и слово «рефлекс» будет ошибкой.

Вторая ловушка — смешение роста и развития. Рост — увеличение размеров и массы. Развитие — качественное изменение: появление новых органов, превращение личинки во взрослое животное. Головастик, у которого выросли ноги и исчез хвост, развивался, а не просто рос.

Третья — размножение и наследственность. Размножение — сам факт появления потомства. Наследственность — передача признаков потомству. Если в описании подчёркнуто, что котята похожи на мать окраской, спрашивают именно про наследственность.

И последнее: ответ пишется одним словом в именительном падеже, строчными буквами, без пояснений. «Раздражимость», а не «свойство раздражимости» и не «организм отреагировал».

Живое устроено ступенчато: каждый следующий уровень складывается из элементов предыдущего и приобретает свойства, которых у частей не было. Отдельная молекула белка не живая; клетка из таких молекул — живая. Отдельный волк не может поддерживать численность вида; стая и популяция — могут.

Молекулярный уровень — белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры. Здесь хранится наследственная информация и идут химические реакции.

Клеточный — клетка, наименьшая единица, обладающая всеми свойствами живого. Именно поэтому её называют единицей строения, жизнедеятельности и размножения. У одноклеточных — амёбы, инфузории, хламидомонады — клетка и организм совпадают: одна клетка делает всё.

Тканевый — группы сходных клеток с общей функцией. Органный — органы из нескольких тканей. Организменный — целостное живое существо. Обратите внимание на важную оговорку: у растений систем органов нет, у них вегетативные и генеративные органы; понятие «система органов» применяют к животным и человеку.

Популяционно-видовой — совокупность особей одного вида на общей территории. На этом уровне идут эволюционные процессы: отбор действует не на одну особь, а на популяцию.

Экосистемный (биогеоценотический) — сообщество разных видов вместе с условиями среды: лес, пруд, луг. Здесь работают пищевые цепи и круговорот веществ.

Биосферный — оболочка Земли, населённая живыми организмами. Понятие и учение о биосфере ввёл В. И. Вернадский; он же показал, что живое вещество преобразует облик планеты: кислород атмосферы, известняки, почва, каменный уголь — всё это результат работы организмов.

На экзамене лестницу спрашивают в двух видах: назвать уровень по описанию и расставить уровни по порядку. Второе — линия 3. Проверяйте себя вопросом «что из чего состоит»: ткань состоит из клеток, значит, клеточный уровень ниже тканевого; экосистема состоит из популяций, значит, популяционно-видовой ниже экосистемного.

В задании 1 регулярно встречается вопрос «как называется наука, изучающая…». Отвечается он мгновенно, если запомнить связку объект → наука.

Ботаника — растения; её разделы: альгология (водоросли), бриология (мхи), дендрология (древесные растения). Зоология — животные; разделы: энтомология (насекомые), ихтиология (рыбы), орнитология (птицы), герпетология (земноводные и пресмыкающиеся), териология (млекопитающие).

Микология — грибы. Микробиология — микроскопические организмы, прежде всего бактерии. Вирусология — вирусы. Цитология — клетка. Гистология — ткани. Генетика — наследственность и изменчивость. Экология — связи организмов между собой и со средой. Палеонтология — ископаемые остатки организмов прошлого. Систематика — классификация и родственные отношения. Селекция — выведение сортов и пород.

Науки о человеке идут отдельной группой, и её перечисляет кодификатор: анатомия (строение тела), физиология (работа органов и систем), гигиена (сохранение здоровья и условия жизни), санитария (практическое проведение гигиенических требований), психология (психика и поведение), антропология (происхождение и эволюция человека), экология человека.

Вторая разновидность вопроса — о профессии. «Специалист выводит новые сорта пшеницы и породы коров» — селекционер. «Лечит заболевших животных, делает прививки и операции» — ветеринар. «Изучает птиц» — орнитолог. «Занимается разведением растений в саду» — садовод; «разведением пчёл» — пчеловод. Отвечают названием профессии в именительном падеже.

Биология тесно связана с другими науками, и это тоже входит в кодификатор. Химия даёт понимание веществ клетки и реакций обмена; физика — законы движения, оптики (микроскоп), давления (кровообращение, дыхание); математика — обработку данных и статистику, без которой не сравнить варианты опыта; география — распространение организмов по планете. Из этих связей выросли биохимия, биофизика, биотехнология.

Кодификатор ОГЭ называет методы поимённо, и различать их надо по действию исследователя, а не по теме работы.

Наблюдение — изучение объекта без вмешательства в его жизнь. Исследователь смотрит и записывает, ничего не меняя. Слова-признаки в условии: «не вмешиваясь», «в природе», «в течение нескольких недель записывает». Слабость метода в том, что нельзя отделить действие одной причины от другой: в природе всё меняется сразу.

Эксперимент (опыт) — изучение в специально созданных условиях. Исследователь сам создаёт обстановку, меняет одно условие и держит остальные одинаковыми, обязательно имея контроль — вариант без изменения. Слова-признаки: «поместил», «специально изменяя только», «чтобы проверить влияние». Именно строгость эксперимента даёт право сказать «причина в этом», и именно её проверяет задание 23.

Измерение — получение точного числового значения с помощью прибора: весов, линейки, термометра, секундомера. Признак в условии: названы прибор и числа. Измерение часто входит и в наблюдение, и в эксперимент, но если в задании подчёркнуто, что биолог «с помощью весов и линейки определяет массу и длину», спрашивают именно измерение.

Описание — передача признаков объекта словами, рисунком или схемой. Кодификатор прямо называет три его вида: наглядное (рисунок, фотография), словесное и схематическое.

Классификация — распределение объектов по группам на основании сходства: отнесение растения к семейству, животного к отряду.

Моделирование — работа с моделью вместо самого объекта, когда объект слишком велик, мал или недоступен: модель ДНК, схема экосистемы, компьютерный расчёт.

Для наблюдения за мелкими объектами нужны увеличительные приборы. Лупа — одна линза, увеличение от 2 до 20 раз, применяется для деталей, видимых глазом. Световой микроскоп даёт увеличение в сотни раз: увеличение прибора равно произведению увеличений окуляра и объектива (окуляр ×10 и объектив ×20 дают ×200). В микроскоп рассматривают тонкий прозрачный препарат на предметном стекле под покровным, потому что свет от зеркала или лампы должен пройти сквозь объект.