Особенности биологического уровня организации материи

Химические системы

Лекция №5

ПЛАН ЛЕКЦИИ:

3.4. Химические системы

3.5. Особенности биологического уровня организации материи

ХИМИЯ И АЛХИМИЯ

Атом

Изотопы

Невозможность классического описания поведения электронов в атоме

Дискретность электронных состояний в атоме

Организация электронных состояний атома в электронные оболочки

Переходы электронов между электронными состояниями как основные атомные процессы (возбуждение и ионизация). Модель атома Н. Бора.

Химический элемент и химические реакции

Молекула

Вещества: простые и сложные (соединения)

Понятие о качественном и количественном составе вещества

Катализаторы

Биокатализаторы (ферменты)

Полимеры

Мономеры

Системность живого

Иерархическая организация живого: клетка – единица живого

Иерархическая организация природных биологических систем:

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

Иерархическая организация природных экологических систем:

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

Химический состав живого: элементы-органогены, микроэлементы, макроэлементы, их основная роль в живом

Химический состав живого: 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

Химический состав живого: вода, ее роль для живой природы:

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

- высокая теплоемкость воды, высокие теплоты испарения и плавления – основа для поддержания температурного гомеостаза живых организмов и регулирования тепла планеты

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

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

Химический состав живого: примеры и особенности органических биополимеров как высокомолекулярных соединений – высокая молекулярная масса, способность образовывать пространственные и надмолекулярные структуры, разнообразие строения и свойств

Симметрия и асимметрия живого

Хиральность молекул живого – диссиметрия, отсутствие зеркальной симметрии

Открытость живых систем

Обмен веществ и энергии

Самовоспроизведение

Гомеостаз как относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды живой системы

Каталитический характер химии живого

Специфические свойства ферментативного катализа: чрезвычайно высокие избирательность и скорость, главные причины которых – комплементарность фермента и реагента, высокомолекулярный характер фермента

Список рекомендуемой литературы: / 1 – 10 /

Контрольные задания и вопросы:

1. Опишите модель атома по Н.Бору.

2. Что такое изотопы?

3. Дайте определение молекул.

4. Введите понятие о качественном и количественном составе вещества.

5. Что такое катализаторы.

6. Рассмотрите структуру полимеров, где мы их наблюдаем в природе?

7. Дайте определение клетки.

8. Рассмотрите иерархическую последовательность организации природных биологических систем. Дайте определение биополимера, органеллы, клетки, ткани, органа, организма, популяции, вида

9. Рассмотрите иерархическую последовательность организации природных экологических систем. Дайте определение популяции, биоценоза, биогеоциноза, биосферы.

10. Рассмотрите химический состав живого.

11. Роль атомов углерода в живых системах.

12. Роль воды для живой природы и её свойства.

13. Приведите примеры органических полимеров. Рассмотрите белки и молекулу ДНК.

14. Что такое жизнь?

15. Основные свойства живых систем.