16 Вопрос:

Химический элемент — Совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов. Химические элементы - составные части простых и сложных тел.

Валентность- способность атома образовывать химические связи.

Химическая связь - это взаимодействие двух атомов, осуществляемое путем обмена электронами. При образовании химической связи атомы стремятся приобрести устойчивую электронную конфигурацию.

Важной характеристикой химической связи является ее энергия. Это мера прочности связи.

Ее величина определяется выделенной или поглощенной энергией при разрушении или образовании связи.

Также важна длина связи - расстояние между центрами ядер атома в молекуле или кристалле.

Жизнь клеток и макроорганизмов есть постоянный процесс синтеза сложных молекул (нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов и т.д.), то есть структур с достаточно высокой энтальпией и низкой энтропией.

Образование таких молекул означает увеличения свободной энергии системы.

Следовательно синтетические процессы невозможны без одновременного протекания экзэргических реакций, обеспечивающих высвобождение энергии, поступающей из окружающей среды и запасенной в форме химических соединений.

Основным видом таких реакций в организме является гидролитическое расщепление богатых энергией веществ, содержащих пирофосфатные связи (макроэрги).

К их числу относятся: аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), аденозиндифосфорная кислота (АДФ), гуанозинтрифосфорная кислота (ГТФ_, цитозинтрифосфорная кислота (ЦТФ), уридинтрифосфорная кислота (УТФ), ацилфосфаты и др.

В конечном итоге энергетические возможности клетки определяются запасами макроэргов и, в первую очередь, АТФ.

Структурная химия — раздел, область химии, изучающая связь различных физических и физико-химических свойств различных веществ с их химическим строением и реакционной способностью.

Структурная химия рассматривает не только геометрическое строение молекул;

изучению подвергается следующее — длины химических связей, валентные углы, координационные числа, конформации и конфигурации молекул; эффекты их взаимного влияния, ароматичность.

Квантовая химия — это направление химии, рассматривающее строение и свойства химических соединений, реакционную способность, кинетику и механизм химических реакций на основе квантовой механики.

Предметом квантовой химии являются: квантовая теория строения молекул, квантовая теория химических связей и межмолекулярных взаимодействий, квантовая теория химических реакций и реакционной способности и др.

Квантовая химия находится на стыке химии и квантовой физики (квантовой механики). Она занимается рассмотрением химических и физических свойств веществ на атомарном уровне

Основной задачей квантовой химии является решение уравнения Шредингера и его релятивистского варианта (уравнение Дирака) для атомов и молекул.

17 Вопрос:

1)ФОРМЫ:С точки зрения современной науки основные формы материи — это:

1 системы неживой природы (элементарные частицы и поля, атомы, молекулы, микроскопические тела, космические системы различных порядков); 2 биологические системы (вся биосфера, от микроорганизмов до человека); 3 социально организованные системы (человек, общество).

УРОВНИ:1Молекулярный, или молекулярно-генетический, уровень — предмет молекулярной биологии и генетики.Рождение этих наук отражает интеграционные процессы в естествознании. В них изучаются механизмы передачи генной информации, проблемы генной инженерии и биотехнологий. Любаяживая система проявляется на уровне взаимодействия молекул. Основные структуры — коды наследственной информации — представлены молекулами ДНК. ) (Элементарные явления — процессы передачи информации внутриклеточным управляющим системам и связанные с генами мутации. Основные управляющие системы используют матричный принцип, т. е. служат матрицами, рядом с которыми строятся соответствующие макромолекулы.)

2.Онтогенетический уровень — следующий уровень: организации жизни, на котором изучается организм как целостная сложная саморегулирующая система, способная самостоятельно существовать. Внутри него выделяют организменный и орган-но-тканевый подуровни, отражающие признаки отдельных особей,их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живой материи.

(Онтогенез — процесс реализации наследственной информации, закодированной в зародышевой клетке.)

(Особь, индивид — элементарная неделимая единица жизни на Земле. Элементарной структурой является клетка — структурная и функциональная единица, а также единица размножения и развития всех организмов)

3. Популяционн о-в и д о в о й — следующий уровень организации жизни на Земле — образуется,когда относящиеся к одному виду особи сходны по структуре, имеют одинаковый карио-тип(от греч. каrуоп — орех, ядро ореха; здесь — ядро клетки) и единое происхождение,способны к скрещиванию и дают плодовитое потомство.

(Популяция — совокупность особей одного вида, занимающих одну территорию и обменивающихсягенетическим материалом. Популяция — часть вида, т.е. все составляющие ее особи принадлежат к одному виду. Она более однородна по составу, поскольку между ее особями происходит непрерывный обмен генами. Популяция — элементарная единица в современной теории эволюции. Элементарное явление — мутация. На популяцию могут оказывать давление и вызывать ее изменение мутационный процесс,популяционные волны, изоляция и естественный отбор.При нарушении изоляции междуразличными популяциями происходит скрещивание или обмен генами.Этот уровень важен при определении численности популяций и эволюции живого.)(Вид — генетически замкнутая система.)

4. Биогеоценозный уровень — следующий уровень структуры живой материи.Популяции разных видов, населяющие участок земной поверхности или водоем с определенными природно-климатическими условиями (среда обитания, или геоценоз), и связанное с ними сообщество растений,животных и микроорганизмов образуют неразделимый взаимообусловленный (с динамичными обратными связями) комплекс — биоценоз. (Биомы — крупнейшие наземные сообщества, тесно связанные с определенными природными зонами и поясами.)

СВОЙСТВА:1)Самовоспроизведение (репродукция) может производиться многократно, а генетическая информация о нем закодирована в молекулах ДНК. На молекулярном уровнесамовоспроизведение происходит на основе матричного синтеза ДНК, программирующей синтез белков,которые определяют специфику организма, на других уровнях — огромным разнообразием форм и механизмов, вплоть до образования клеток.Именно разнообразие поддерживает существование видов, определяет специфику жизни.

2)Иерархичность организации отражает возможности системного подхода к пониманию строения жизнедеятельности. Клетки как единицы организации специфически организованы в ткани, ткани — в органы, органы — в системы органов. Организмы сорганизованы в популяции, популяции — в биоценозы, а биоценозы — в биогеоценозы, являющиеся элементарными единицами биосферы.На молекулярном уровне упорядоченность структуры приводит к образованию молекулярных и надмолекулярных структур, отличающихся упорядоченностью в пространстве и во времени.В отличие от объектов неживой природы упорядоченность живого происходит за счет внешней среды,в которой уровень упорядоченности снижается. И процессы, ведущие к упорядоченности живого, идут с локальным уменьшением энтропии. Живые системы в развитии способны к самоорганизации, упорядочиванию структур, росту разнообразия.

3)Регуляция процессов осуществляется в химических реакциях при помощи механизма обратной связи. В регуляции активности клеток принимают участие гормоны, обеспечивающие химическую регуляцию.Внутри клеток реакции синтеза и распада идут с участием ферментов, синтезируемых внутри самих клеток.

4)Гомеостаз (от греч. homoios — подобный, одинаковый + + stasis — неподвижность, состояние)заключается в том, что живые организмы, обитающие в непрерывно меняющихся внешних условиях, поддерживают постоянство своего химического состава и интенсивность течения всех физиологических процессов с помощью авторегуляционных механизмов, при этом сохраняется необходимая ритмичность в периодических изменениях интенсивности.

5)Обмен веществ и энергии обеспечивает гомеостаз и является условием поддержания жизни организма.Первоначально из внешней среды получается энергия в форме солнечного света, затем химическая энергия преобразуется в клетках для синтеза ее структурных компонент, осмотической работы по обеспечению транспорта веществ через мембрану и механической работы по передвижению организма и сокращению мышц.

6)Питание является источником энергии и веществ, необходимых для жизнедеятельности.Растения усваивают солнечную энергию и самостоятельно создают питательные вещества в процессе фотосинтеза. У грибов, животных (и человека), некоторых растений и большинства бактерий — гетеротрофное (от греч. heteros — другой + trophe — пища) питание: они расщепляют с помощью ферментов органические вещества и усваивают продукты расщепления. Выделение — это выведение из организма конечных продуктов обмена с окружающей средой. Общее свойство открытых систем — обмен энергией и веществом с внешней средой— имеет свои особенности.

7)С помощью дыхания высвобождается энергия высокоэнергетических соединений, которая запасается в молекулах АТФ, обнаруженных во всех живых клетках. Дыхание относится к процессам метаболизма (от греч. metabole — перемена, превращение),или обмена веществ и энергии.

8)Раздражимость — избирательная реакция живых существ на изменения внешней и внутренней среды, обеспечивающая стабильность жизнедеятельности. Так, расширение кровеносных сосудов кожи млекопитающих при повышении температуры среды ведет к рассеиванию теплоты в окружающее пространство и восстановлению оптимальной температуры тела. Раздражителями могут быть пища, механические воздействия, свет, звук, температура окружающей среды, яды, электрический ток, радиоактивность...

9)Подвижность, или способность к движению, свойственна и животным, и растениям, хотя скоростиих существенно различаются. Многие одноклеточные могут двигаться с помощью особых органоидов.У многоклеточных к движению способны как клетки, так и органоиды в них. В животных организмах движение осуществляется путем сокращения мышц.

10)Асимметрия — созидательный и структурообразующий принцип жизни. Неживые системы работают по законам симмет-рии. В классической физике имеют место законы сохранения (энергии, импульса, момента импульса, заряда и пр.), которые связаны со свойствами симметрии пространства и времени. В изолированных системах происходят обратимые процессы, т. е. имеет место симметрия между прошлым и будущим. Замкнутые системы самопроизвольно и необратимо стремятся к равновесию, процессы идут с ростом энтропии. Законы квантовой физики — проявление более глубокихсимметрии. Все функционально важные биомолекулы асимметричны: белки состоят из левовращающих аминокислот, а нуклеиновые кислоты содержат правовращающие сахара, закручена и сама молекула ДНК — двойная спираль.Все процессы происходят с учетом киральности, установлена даже функциональная асимметрия мозга человека.Живое — это открытая система, использующая для сохранения упорядоченности внешний поток энергии и вещества. Жизнь связана с непрерывным нарушением симметрии в отличие от неживых систем.

11)Дискретность и ц е л о с т н о с т ь — два фундаментальных свойства организации жизни на Земле.Нуклеиновые кислоты и белки — целостные соединения, но в то же время дискретны, так как состоят из нуклеотидов и аминокислот. Репликация ДНК — целостный непрерывный процесс, но она дискретна во времени и пространстве, так как в ней участвуют различные ферменты и генетические структуры. Живые объекты в природе относительно обособлены (особи, популяции, виды). Любая особь состоит из клеток, а клетка и одноклеточные существа — из отдельных орга-нелл. Органеллы состоят из дискретных, высокомолекулярных, органических веществ, которые, в свою очередь, состоят из дискретных атомов, а те — из элементарных частиц. Все эти части и структуры находятся в сложных взаимодействиях, и целостность живой системы отличается от целостности неживой тем, что она поддерживается в процессе развития. И среди живых систем нет двух одинаковых особей, популяций и видов. Жизнь на Земле проявляется в дискретных формах, причем все формы и части образуют структурно-функциональное единство.

2.молекулярно генетический уровень-Молекулярно-генетический уровень составляет предмет изучения молекулярной биологии. На этом уровне изучают строение белков, их функции, роль нуклеиновых кислот в хранении, репликации и реализации генетической информации, то есть процессы синтеза ДНК, РНК и белков.

Элементарной единицей этого уровня является ген, а элементарное явление — это редупликация и внутриклеточный перенос генетической информации.

Молекулярный уровень в организации живой материи — самый глубинный. В XX в. экспериментальная биология вышла на этот уровень.