64. Поведение энтропии открытой сильнонеравновесной живой системы в стационарном состоянии.
1945 г., Э. Шредингер: «живая материя уклоняется от деградации к равновесию».
Но равновесие в изолированной, замкнутой системе характеризуется в рамках классической термодинамики максимумом энтропии. Значит, если система «уклоняется» от равновесия, то она должна постоянно компенсировать производство энтропии какой-то энергией, с точки зрения физики - своей свободной энергией:
,
где F - свободная энергия, S - энтропия, U - внутренняя энергия системы, TS - связанная энергия. Из (2.1.1) следует, что энергия состоит из свободной и связанной энергии.
Свободная энергия
- часть внутренней энергии, за счет
которой может совершаться работа, а
связанная энергия через первое начало
термодинамики 
определяется
теплотой 
и
не может быть превращена в полезную
работу 
.
Связанная энергия, которая рассеивается
в окружающее пространство, как раз и
характеризуется энтропией S.
Уменьшение энтропии говорит, что увеличение свободной энергии происходит с упорядочением системы, ее усложнением и отклонением от равновесия.
65. Источник Негэнтропии.
Негэнтропия – понятие «отрицательной энтропии» (Э. Шредингер).
Он пытался продолжить идеи своего коллеги Н. Бора о глубокой связи физических и философских законов, согласно которым сформулированный Бором принцип дополнительности мог объединить общечеловеческие знания до простого понимания единства мира.
Э. Шредингер объясняет, как живая система экспортирует энтропию, чтобы поддержать свою собственную энтропию на низком уровне. При помощи термина негэнтропия. Он мог выразить свою идею кратко: живая система импортирует негэнтропию для самосохранения.
В простом понимании, энтропия – хаос, саморазрушение и саморазложение. Соответственное, негэнтропия – движение к упорядочиванию, к организации системы. По отношению к живым системам: для того, чтобы не погибнуть, живая система борется с окружающим хаосом путем организации и упорядочивания последнего, то есть, импортируя негэнтропию. Таким образом, объясняется поведение самоорганизующихся систем.
66. Автотрофы и гетеротрофы. Их взаимосвязь.
Все живое можно разделить на автотрофов и гетеротрофов.
Автотрофы – организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических.
Гетеротрофы – организмы, не способные синтезировать органические вещества из неорганических путем фотосинтеза.
Хотя между автотрофами и гетеротрофами есть принципиальное различие, резкой границы между ними иногда провести не удается (как это часто бывает в природе вообще). Оказывается, многие растения - типичные автотрофы - для нормальной жизнедеятельности могут использовать органические вещества, которые поступают к ним через корни из почвы или из других источников (насекомоядные растения, например росянка). Одноклеточная эвглена на свету зеленая и автотроф, а в темноте бесцветная и гетеротроф.
67. Метаболизм.
Метаболизм - набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Метаболизм обычно делят на две стадии: в ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых; в процессах анаболизма с затратами энергии синтезируются такие вещества, как белки, сахара, липиды и нуклеиновые кислоты.
Обмен веществ происходит между клетками организма и межклеточной жидкостью, постоянство состава которой поддерживается кровообращением. Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями, в них при участии ферментов одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие. Ферменты играют важную роль в метаболических процессах потому, что: действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;
позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.
Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определенная молекула для использования организмом в качестве источника энергии