26. Особенности биологического уровня организации материи.

Свойства воды и их роль для существования жизни на Земле: Высокая полярность молекул обеспечивает химическую активность и высокую растворяющую способность.  Высокие теплоемкость, теплота испарения и теплота плавления являются основой поддержания температурного гомеостаза живых организмов и регулирования климата планеты.  Аномальная плотность в твердом состоянии – причина существования жизни в замерзающих водоемах.  Высокое поверхностное натяжение обеспечивает жизнь на поверхности гидросферы, передвижение растворов по сосудам растений. ^ Элементный состав живого: микро-, макроэлементы, элементы-органогены.  Макроэлементами являются шесть элементов-органогенов – C(~16%), H(~9%), O(~70%), N(~2,5%), P(0,5%), S(~0,3%) которые, составляют основную массу сухого вещества живого, образуя всё многообразие органических веществ. К макроэлементам живого мира относятся еще восемь элементов – Ca(1,4%), K(0,3%), Cl, Mg, Na, Fe, Si, Al. Последние участвуют в поддержании водно-солевого баланса, постоянства осмотического давления, входят в состав тканей и органов. Микроэлементами живого вещества являются, например, Zn, Cu, I, F, B, Co, Mo, V, Br, Li, Rb, Mn. Они выполняют важные физиологические функции и входят в состав ферментов, стимуляторов, гормонов, витаминов. ^ Уникальные особенности атома углерода:  Способны связываться друг с другом с образованием разнообразных структур, что является одной из причин многообразия органических соединений.  Кроме связей С – С и С – H, атом углерода может образовывать связи с атомами O, N, P, S. Эти связи достаточно прочные, но в то же время они легко расщепляются в мягких условиях, что обусловливает высокую химическую активность органических молекул.  При связывании атома углерода с четырьмя различными атомами или группами атомов, он становится хиральным (асимметричным) центром, и соответствующее соединение может существовать в виде двух оптических изомеров, относящихся друг к другу как предмет и его зеркальное отображение. Это является одной из причин хиральности (асимметрии) органических молекул, то есть возможности существования в одной из двух пространственных форм (важное свойство молекул живого).  Клетка - элементарная и функциональная единица живого является, именно с уровня клетки начинают проявляться все основные свойства живого.  Биополимеры клетки: нуклеиновые кислоты, белки. ^ Функции беков:

Структурная  Каталитическая Защитная

Регуляторная Трансформация энергии Энергетическая

Питательная Буферная  Транспортная

Цитология – это раздел биологии, занимающийся изучением клеток живых организмов ^ Роль химических элементов в живой природе:

марганец, кобальт, медь, цинк, селен	микроэлементы, входящие в состав ферментов, стимуляторов, гормонов, витаминов
углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера	макроэлементы, являютщиеся элементами-органогенами, образующие всё многообразие органических молекул
натрий, калий, магний, кальций, хлор	макроэлементы, участвующие в поддержании водно-солевого баланса, входящие в состав различных тканей и органов

^

27. Большой взрыв.

Считается, что после того как 15 млрд. лет назад произошел Большой взрыв, началось постепенное охлаждение и расширение Вселенной. Причины Большого взрыва и перехода к расширению во всех моделях Вселенной считаются неясными и выходящими за рамки компетенции любой физической современной теории. Но если взрыв был, то дальше картина выглядит следующим образом (Силк Дж. Большой взрыв. М., 1982. С. 75-76, 79-217):

1. Через 10^-43 с от начала расширения началось рождение частиц и античастиц.

2. Через 10^-6 с — возникновение протонов и антипротонов и их аннигиляция. Количество протонов на одну стомиллионную часть (10^-8) превышало количество антипротонов, в результате чего после аннигиляции возникло и сохранилось то вещество, из которого возникли все галактики, звезды и планеты. Если бы число протонов было бы равно числу антипротонов, то вещество полностью перешло бы в излучение и невозможно было бы наблюдение Космоса и Земли.

3. Через 1 с после начала расширения стали рождаться и аннигилировать электронно-позитронные пары.

4. Через 1 мин начались ядерный синтез и образование ядер дейтерия и гелия. На долю последних пришлось примерно 30% от массы оставшихся протонов. Образование более тяжелых элементов в рамках этой

теории объяснить не удалось, так как не хватило времени для их синтеза в процессе расширения. Эти элементы образуются в последующей эволюции звезд в результате термоядерных реакций в их недрах, а тяжелые элементы синтезируются при взрыве сверхновых и затем выбрасываются в космическое пространство, где они со временем концентрируются в газово-пылевые облака, из которых образуются звезды второго поколения типа Солнца и планеты вокруг них.

Через 300 тыс. лет после Большого взрыва произошло отделение излучения от вещества, Вселенная стала прозрачной, в последующие миллиарды лет стали формироваться галактики, первичные звезды в шаровых скоплениях и звезды второго поколения в спиральных рукавах галактик.

В современной космологии происходит борьба идей. В модели Большого взрыва всей материи неясны причины взрыва, а выделившаяся при этом энергия не может быть объяснена никакими законами физики. Все, что не запрещено законами природы может быть где-нибудь, когда-нибудь реализовано, если это законы объективного мира. Но следует различать объективные законы природы и теоретическое выражение этих законов в науке. Последние всегда являются приближением к первым, поэтому далеко не всякая теоретическая модель может иметь объективный аналог в природе.