52. Основные химические соединения клеток живых организмов.

Основные органические соединения клетки - углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты и стероиды.

Углеводы (углеводороды) - соединения углерода, водорода и кислорода с общей формулой C_n(H₂O)_n. К углеводам относятся, например, моносахариды и полисахариды (С₆Н₁₀О₅)_n).

Моносахариды - группа содержит рибозу и дезоксирибозу - сахара, входящие в состав мономеров нуклеиновых кислот РНК и ДНК. Сюда же относятся глюкоза (виноградный сахар) и фруктоза. Главными углеводами протоплазмы являются глюкоза (у животных), и крахмал (у растений).

Полисахариды - целлюлоза и клетчатка - содержат около 50% всего углерода биосферы.

Липиды - соединения, получающиеся из высших жирных кислот и глицерина. Например, стеарин получается в результате реакции между глицерином и стеариновой кислотой: C₃H₅(OH)₃ + 3C₁₇H₃₅COOH -> (C₁₇H₃₅COO)3C₃H₅ + 3H₂O.

Белки - наиболее сложные химические соединения в клетках. Они построены из аминокислот. Молекула белка, по сути, неопределенно длинная цепь аминокислот.

Белки - это строительный материал живых клеток. Очень важно также напомнить, что белки выступают и в качестве биологических катализаторов - ферментов.

Нуклеиновые кислоты - помимо углеводов, содержат кислород, водород, азот и фосфор. В клетках находятся дезоксирибонуклеиновая и рибонуклеиновая кислоты (ДНК и РНК). ДНК и РНК являются носителями генетической информации.

53. Роль пространственных (стерических) факторов в процессах самоорганизации материи. Симметрия и асимметрия.

Соблюдение определенной последовательности в пространственном расположении аминокислот при построении молекулы белка создают трудности для современной науки. В белковой молекуле - около 100 аминокислотных остатков, т.е. при построении белка возможно использовать 20¹⁰⁰ вариантов различных комбинаций мономеров. Однако живая природа использует всего 20² различных сочетаний.

Пастер обнаружил, что живые организмы не обладают зеркальной симметрией: в них преобладают либо правые (D- Dextro), либо левые (L- Levo) молекулы-изомеры.

В нуклеиновых кислотах присутствует только «правый» изомер сахара и поэтому, как правило, ДНК и РНК образуют правую спираль. Надо отметить, что существование изомеров не очень ожидаемо.

Действительно, все химические реакции по существу являются результатом электромагнитных взаимодействий атомов. Для электромагнитных сил характерна симметрия (электромагнитные силы сохраняют четность), поэтому на первый взгляд можно ожидать, что в природе должно быть равные количества L- и D- изомеров.

В то же время мы понимаем, что Вселенная является несимметричной на всех уровнях - от субатомного до макроскопического.

Спонтанное нарушение симметрии - это механизм, в результате которого система "спонтанно", самопроизвольно, переходит из симметричного состояния в асимметричное.

54. Роль планеты Земля в развитии живого.

В Галактике температура очень низка (3К), поэтому реакции образования полимеров идут очень медленно.

Кроме того, сказывается отсутствие воды, которая служит катализатором реакций. На метеоритах находят аминокислоты, но, опять же отсутствие воды не приводит к дальнейшей химической эволюции.

Вывод: для осуществления абиогенеза необходима планета, но не всякая, а на которой есть вода.

Значит:

• планета должна быть теплой (температура 0-100^оС);

• планета должна быть в "шубе", т.е. окружена атмосферой. (Вспомним, что на Луне температура изменяется от +110^оС днем, -120^оС ночью). Атмосфера играет роль защитного экрана.

ЭТО ДОЛЖНА БЫТЬ

"Зеленая планета" - с атмосферой, гидросферой и "комфортными" условиями