Літосфера і життя, особливості біологічного рівня організації матерії - природознавство як наука

Літосфера як абиотическая основа життя. Екологічні функції літосфери.

Поверхня 71% 29%

Біомаса 0,13% 99,87%

Літосфера є абиотической (небиологической) основою, на якій існує життя.

За В.І. Вернадському частина літосфери входить в біосферу як елемент - відстале, биокосное і біогенна речовина; життя - потужна геологічна сила, що формує вигляд Землі. Верхній шар літосфери - грунт - сформований за допомогою живих організмів і є місцем їх проживання. У літосфері відбувається постійна міграція атомів в результаті діяльності живих істот.

Ресурсна функція літосфери складається в освіті різних речовин (в тому числі - корисних копалин).

33. Перспективні види палива. Альтернативні джерела енергії.

Людина в своїй діяльності інтенсивно споживає викопні види палива, запаси якого дуже швидко вичерпуються. Перспектива за поновлюваними видами енергії: енергії води (приливні станції, так як ГЕС завдають великої шкоди природі), енергії вітру, геотермальної енергії, сонячної енергії, атомної енергії. Альтернативні джерела енергії - біопаливо, що отримується з відходів сільськогосподарської діяльності, керовані термоядерні реакції (розробка ще не завершена).

Найважливіші відкриття 19 -20 століть в області біології, які лягли в основу сучасної біології.

Найбільшим відкриттям є запропонована Ч. Дарвіном теорія еволюції живої природи (1859 г. «Походження видів шляхом природного відбору»).

Грегор Мендель в XIX столітті відкрив закон спадковості, показав, що успадкування ознак відбувається дискретно і що рецесивні мутації не зникають, а зберігаються в генофонді популяції і проявляються через покоління.

У 1900 р закони спадковості були знову відкриті Х.де Фризом (Голландія), К. Корренсом (Німеччина) і Е.Чермаком (Австрія). Х. де Фриз запропонував теорію мутацій.

У 1920-ті рр. А. Вейсманом, Т.Х. Морганом, А. Стертевантом, Г.Дж. Меллером була розроблена хромосомна теорія спадковості.

У 1940-і рр. була відкрита нуклеїнова природа гена. У 1944 р американець О. Евері і його співробітники встановили, що носієм спадкової інформації є ДНК, а в 1953 р Д. Уотсон і Ф. Крик розшифрували її структуру- подвійну спіраль. З'ясувалося, що властивість самоудвоения молекул ДНК є основою механізму спадковості.

В наступні роки була встановлена ​​залежність синтезу білків від стану генів, розшифрована амінокислотна послідовність багатьох білків.

У 1970-ті р склалася генна інженерія (технологія рекомбінантних ДНК) - на основі синтезу методів молекулярної біології і генетики. У 1978р. методами генної інженерії було синтезовано інсулін - білок, що дозволяє боротися з діабетом.

З 1980-х рр. проводяться успішні досліди з клонування тварин (від грецького klon - втеча, гілка) - точне відтворення організму.

ДНК, геном людини.

Молекули ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) знаходяться в хромосомах ядер клітин і є носіями спадкової інформації. ДНК складається з двох спарених полінуклеотидних ланцюжків, закручених в спіраль. Ланками ДНК є нуклеотиди (з'єднання азотистої основи, цукру і залишку фосфорної кислоти). Азотисті основи аденін (А), тимін (Т), цитозин (Ц), гуанін (Г) ланцюжків пов'язані комплементарно: А-Т, Ц-Г. Ген - ділянка ДНК, службовець матрицею для синтезу одного білка.

Для використання нових знань в фармакології потрібні нові технології, які з'являться в найближчі десятиліття.

Особливості біологічного рівня організації матерії.

Одне з визначень життя (М.В.Волькенштейн): «Життя є форма існування макроскопічних гетерогенних відкритих сильнонерівноважних систем, здатних до самоорганізації і самовідтворення».

Властивості живих систем:

a) макроскопічность (складаються з великого числа атомів);

b) гетерогенність (утворені з безлічі різних речовин);

c) відкритість - відбувається безперервний обмін речовиною, енергією та інформацією з навколишнім середовищем;

d) схожість хімічного складу, 6 органогенов: C, O, H, N, P, S;

e) живі системи містять сукупність біополімерів, не характерних для неживих систем;

f) подразливість - реакції на інформацію, вплив ззовні;

g) дискретність - складаються з окремих взаємодіючих елементів;

h) цілісність - все елементи функціонують разом з усією системою.

Структурні рівні організації живих систем (концепція структурних рівнів живого включає уявлення про їх ієрархічної підпорядкованості):

1) молекулярно-генетичний (тут відбувається стрибок від неживої матерії до живої; віруси - дрібні безклітинні організми - на кордоні живої та неживої матерії);

2) клітинний (клітина - найдрібніша елементарна жива система - першооснова будови, життєдіяльності і розмноження організмів; клітини без ядер - прокаріоти, з ядрами - еукаріоти);

3) тканинний (сукупність клітин з однаковим рівнем організації утворює живу тканину);

4) онтогенетический або організменний (система спільно функціонуючих органів утворює організм; на цьому рівні проявляється велика різноманітність живих систем);

5) популяційно-видовий (утворений сукупністю видів і популяцій; популяція - сукупність організмів одного виду, що володіють єдиним генофондом; вид - сукупність перехресних організмів; на цьому рівні реалізується біологічний еволюційний процес);

6) биогеоценотический (біогеоценоз - історично склалося стійке співтовариство популяцій, пов'язаних між собою і з навколишнім середовищем обміном речовин);

7) біосферний (сукупність біогеоценозів складає біосферу Землі).