Тема 03-07. Особенности биологического уровня организации материи

Клетка – элементарная живая система, основа строения и жизнедеятельности всех животных и растений.

Иерархия природных биологических систем:

биополимеры– органеллы – клетки – ткани – органы – организмы – популяции – виды.

Иерархия природных экологических систем:

особь – популяция – биоценоз – биогеоценоз – экосистемы более высокого ранга (саванна, тайга, океан) – биосфера.

Химический состав живого: элементы-органогены, макроэлементы, микроэлементы.

Атом углерода – главный элемент живого, его уникальные особенности:

- способность атомов связываться друг с другом с образованием разнообразных структур, являющихся несущей основой органических молекул

- способность связываться с другими атомами близких радиусов (кислородом, азотом, серой) с образованием менее прочных связей (возникновение функциональных групп), которые обусловливают химическую активность органических соединений

- способность к образованию двойных, тройных связей – другая причина химической активности

- функциональные группы (если их не менее двух в молекуле) и кратные связи обусловливают способность к образованию высокомолекулярных соединений

- возможность существования в виде асимметричного (хирального) центра – одна из причин хиральности молекул живого.

Вода, ее роль для живых организмов:

- высокая полярность молекул воды и как следствие – ее химическая активность и высокая растворяющая способность

- высокие теплоемкость, теплота испарения и теплота плавления – основа поддержания температурного гомеостаза живых организмов и регулирования климата планеты

- аномальная плотность в твердом состоянии – причина существования жизни в замерзающих водоемах

- высокое поверхностное натяжение – жизнь на поверхности гидросферы, передвижение растворов по сосудам растений.

Особенности органических биополимеров как высокомолекулярных соединений – высокая молекулярная масса, способность образовывать пространственные и надмолекулярные структуры, разнообразие строения и свойств.

Основные признаки живых организмов:

- симметрия и асимметрия живого

- хиральность молекул живого

- открытость живых систем

- обмен веществом и энергией

- самовоспроизведение.

Хиральность – существование в живых системах только одной из двух зеркальносимметричных форм молекулы.

Гомеостаз – механизм поддержания относительного динамического постоянства состава и свойств внутренней среды живой системы.

Все химические реакции в живых организмах – каталитические, катализаторы – ферменты.

Специфические свойства ферментативного катализа: чрезвычайно высокие избирательность и скорость ферментативных реакций, главные причины чего – комплементарность фермента и реагента, высокомолекулярный характер фермента.