Отличие живого от неживого - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Вопросы к экзамену по дисциплине «Биология с основами экологии» 1 70.09kb.
25. Структура и функции клетки как основы всего живого, особая роль... 2 861.58kb.
«Клетка – структурная и функциональная единица всего живого» Цель 1 145.52kb.
Урок биологии-9 класс. Тема «Многообразие живого мира. Основные свойства»... 1 52.36kb.
A1 в отличие от природы, общество 1 319.93kb.
Курс лекций по «Нейрофизиологии» 5 572.75kb.
Темы рефератов по физколлоидной химии для студентов 2 курса факультета... 1 18.44kb.
Воспитательной деятельности филиала федерального 1 199.83kb.
«Тут, за углом, семидесятые…» 1 88.86kb.
«Проблемы человечества, решение которых связано с уровнем биологических... 1 486.84kb.
Я видел на нашем базаре вчера 4 1231.63kb.
Курсовая работа «Основные источники химической опасности в быту и... 1 316.19kb.
Урок литературы «Война глазами детей» 1 78.68kb.
Отличие живого от неживого - страница №1/1

Одним из наиболее трудных и в то же время интересных в современном естествознании является вопрос о происхождении жизни. Он труден потому, что, когда наука подходит к проблеме как создания качественно нового, она оказывается у предела своих возможностей как отрасли культуры, основанной на доказательстве и экспериментальной проверке утверждений.

Ученые сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Даже тщательно поставленный опыт будет лишь модельным экспериментом, лишенный факторов, сопровождавших появление живого на Земле. Выбором темы послужил мой интерес к вопросу «Происхождение жизни»



Отличие живого от неживого
Что такое живое и чем оно отличается от неживого. Есть несколько фундаментальных отличий в вещественном, структурном и функциональном планах. В вещественном плане в состав входят высокоупорядочные макромолекулярные органические соединения, называемые биополимерами, - белки и нуклеиновые кислоты. В структурном плане живое от неживого отличается клеточным строением. В функциональном плане для живого характерно воспроизводство самих себя. Устойчивость и воспроизведение есть и в неживых системах. Но в живых телах имеет место процесс самовоспроизведения. Не что-то воспроизводит их, а они сами. Это принципиально новый момент.

Так же живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ, способностью к росту и развитию, активной регуляцией своего состава и функций, способностью к движению, раздражимостью, приспособленностью к среде и т.д. Неотъемлемым свойством живого является деятельность, активность. Все живые существа должны действовать или погибнуть. Имеются переходные от нежизни к жизни. Так, например, вирусы вне клеток другого организма не обладают ни одним из атрибутов живого. У них есть наследственный аппарат, но отсутствуют основные необходимые для обмена веществ ферменты, и поэтому они могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки организма-хозяина и используя его ферментные системы. В зависимости от того, какой признак считаем самым важным, мы относим вирусы к живым системам или нет.


Концепции возникновения жизни
Существует пять концепций возникновения жизни: 1) креационизм – божественное сотворение живого; 2)концепция многократного самопроизвольного зарождение жизни из неживого вещества (Аристотель считал, что возникнуть и в результате разложения почвы); 3) концепция стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь существовала всегда; 4) концепция панспермии – внеземного происхождении жизни; 5) концепция происхождении жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам.

Первая концепция является религиозной и к науке прямого отношения не имеет. Вторую опроверг изучавший деятельность бактерий французский микробиолог XIXвека – Луи Пастер. Третья из-за своей оригинальности и умозрительности всегда имела немного сторонников.

К началу XX в. в науке господствовали две последние концепции. Концепция панспермии, согласно которой жизнь была занесена на Землю из вне, опиралась на обнаружение при изучении метеоритов и комет «предшественников живого» - органических соединений, которые возможно сыграли роль «семян».

У концепции появления жизни на Земле в историческом прошлом два варианта. Согласно одному, происхождение жизни – результат случайного образования единичной «живой молекулы», в строение которой был заложен весь план дальнейшего развития жизни. Французский биолог Ж. Моно пишет, что «жизнь не следует из законов физики, но совместима сними. Жизнь – событие, исключительность которого необходимо сознавать». Согласно другой точке зрения, происхождение жизни – результат закономерной эволюции материи.




Вещественная основа жизни
XX век привел к созданию первых научных моделей происхождения жизни. В 1924 году в книге Александра Ивановича Опарина «Происхождение жизни» была в первые с формулирована естественнонаучная концепция, согласно которой возникновение жизни – результат длительной эволюции на Земле – сначала химической, затем биохимической. Эта концепция получила наибольшие признание в научной среде.

Можно выделить следующие этапы живых систем, начиная с самых простейших и затем следуя по пути постепенного усложнения. В вещественном плане для становления жизни нужен прежде всего углерод. Жизнь на Земле основана на этом элементе, хотя в принципе можно предположить существование жизни и на кремниевой основе. Возможно где-то во Вселенной существует и «кремниевая цивилизация», но на Земле основой жизни является углерод.

Чем это обусловлено? Атомы углерода вырабатываются в недрах больших звезд в необходимом для образование жизни количестве. Углерод способен создать разнообразные (несколько десятков миллионов), подвижные, низкоэлектропроводные, студенистые, насыщенные водой, длинные скрученные цепиобразные структуры. Соединение углерода с водородом, кислородом, азотом, фосфором, серой, железом обладают замечательными каталитическими, строительными, энергетическими, информационными и иными свойствами.

Кислород, водород и азот наряду с углеродом можно отнести к «кирпичикам» живого. Клетка состоит на 70% процентов из кислорода, 17% углерода, 10%водорода, 3%азота. Все кирпичики принадлежат к наиболее устойчивым и распространенным во Вселенной химическим элементам. Они легко соединяются между собой, вступают в реакции и обладают малым атомным весом. Их соединения легко растворяются в воде.

По радиоастрономическим данным органические вещества возникли не только до появлении жизни, ни и до формирования нашей планеты. Следовательно, органические вещества абиогенного происхождения присутствовали на земле уже при ее образовании.

При образовании Земли из космической пыли и газа весьма вероятно, что на внешних участках Солнечной системы газа могли конденсироваться. Органические соединения могли синтезироваться и на поверхности пылинок.

Химические и палеонтологические исследования древнейших докембрийских отложений и особенно многочисленные модельные эксперименты, воспроизводящие условия, которые господствовали на поверхности первобытной Земли, позволяют понять, как в этих условиях происходило образование все более сложных органических веществ.

Жизнь возможна только при определенных физических и химических условиях. Прекращение жизненных процессов, например, при высушивание семян или глубоком замораживание мелких организмов, не ведет к потере жизнеспособности. Если структура сохраняется неподвижной, она при возвращении к нормальным условиям обеспечивает восстановление жизненных процессов.

Также и для возникновения жизни нужны определенные диапазоны температуры, влажности, давления, уровня радиации, определенная направленность развития Вселенной и время. Взаимное удаление галактик приводит к тому, что их электромагнитное излучение приходит к нам сильно ослабленным. Если бы галактики сближались, то плотность радиации во вселенной была бы столь велика, что жизнь не могла существовать. Углерод синтезирован в звездах-гигантах несколько миллиардов лет назад. Если бы возраст Вселенной был меньше, то жизнь тоже не могла возникнуть. Планеты должны иметь определенную массу для того, удержать атмосферу.
Земля в период возникновения жизни
Наша планета – «золотая середина» в Солнечной системе, которая наиболее подходит для зарождения жизни. Возраст Земли около 5 млрд. лет. Температура поверхности в начальный период была 4000 – 8000 градусов Цельсия и по мере того как Земля остывала, углерод и более тугоплавкие металлы конденсировались и образовали земную кору. Атмосфера была совершенно другой. Легкие газы – водород, гелий, азот, кислород – уходили из атмосферы, так как гравитационное поле нашей еще недостаточно плотной планеты не могли их удержать. Однако простые соединения, содержащие эти элементы, удерживались.

Первичная атмосфера содержала водород и соединения углерода и азота. Отсутствие в атмосфере кислорода вероятно необходимым условием возникновения жизни: лабораторные опыты показывают, что органические вещества гораздо легче создаются в восстановительной среде, чем в атмосфере, богатой кислородом. О том, что именно такой, свидетельствуют самые древние горные породы на Земле.

Существуют разные точки зрения на проблему жизни на Земле. По мнению В.И. Вернадского жизнь появилась одновременно с образованием Земли. А.И. Опарин считал, что период развития жизни предшествовал длительный период химической эволюции Земли, во время которого образовались сложные органические вещества и протоклетки. Возникновение последних положило начало биохимической эволюции.
Начала жизни на Земле

Начало жизни на Земле – появление нуклеиновых кислот, способных к воспроизводству белков. Переход от сложных органических веществ к простым живым организмам пока неясен. Теория биохимической эволюции предлагает лишь общую схему. В соответствие с ней на границе между коацерватами – сгустками органических веществ – могли выстраиваться молекулы сложных углеводородов, что приводило к образованию к примитивной клеточной мембраны, обеспечивающей коацерватам стабильность. В результате включения в коацерват молекулы, способной к самовоспроизведению, могла возникнуть примитивная клетка, способная к росту.

Самое трудное для этой гипотезы – объяснить способность живых систем к самовоспроизведению, т.е. сам переход от сложных неживых систем к простым живым организмам. Несомненно, в модели происхождения жизни будут включаться новые знания, и они будут все боле обоснованными. Чем более качественно новые отличается от старого, тем труднее объяснить его возникновение. По этому и говорят о моделях и гипотезах, а не о теориях.

Так или иначе, следующим шагом в организации живого должно было быть образование мембран, которые отграничивали смеси органических веществ от окружающей среды. С их появлением и получается клетка – «единица жизни», главное структурное отличие живого от неживого. Все основные процессы, определяющие поведение живого организма, протекают в клетках. Тысячи химических реакций происходят одновременно для того, чтобы клетка могла получить необходимые питательные вещества, синтезировать специальные биомолекулы и удалить отходы. Огромное значение для биологических процессов в клетке имеют ферменты. Они обладают часто высокий специализированностью и могут влиять только на одну реакцию. Принцип их действия в том, что молекулы других вещей стремятся присоединится к активным участкам молекулы фермента. Там самым повышается вероятность их столкновения, а, следовательно, скорость химической реакции.

Синтез белка осуществляется в цитоплазме клетки. Почти в каждой из клеток синтезируется свыше 10000 разных белков. Величина клеток – от микрометра до более одного метра. Клетки могут быть дифференцированными, большинство из них обладает способностью воостонавливаться, но некоторые, например, нервные – нет или почти нет.
Эволюция форм жизни
Клетки без ядра, но имеющие нити ДНК, напоминают нынешние бактерии и сине-зеленые водоросли. Возраст таких самых древних организмов около 3млрд. лет. Их свойства: 1) подвижность; 2) питание и способность запасать пищу и энергию; 3) защита от нежелательных воздействий; 4) размножение; 5) раздражимость; 6) приспособление к изменяющимся внешним условиям; 7) способность к росту.

2млрд лет назад в клетке появляется ядро например амебы. Ядро простейших двухмембранной оболочкой с порами и содержит хромосомы и нуклеоли. Примерно 1 млрд. лет тому назад появились первые многоклеточные организмы, и произошел выбор растительного или животного образа жизни. Первый важный результат растительной деятельности – фотосинтез – продукт фотосинтеза кислород в атмосфере. Именно растения, ассимилирующие углерод из углекислого газа, создали атмосферу, содержащую свободный кислород, преградивший путь коротким ультрафиолетовым лучам к поверхности Земли.

К важным свойствам живых систем относятся:

1. Компактность.

2. Способность создавать противодействие возрастанию энтропии.

3. Обмен с окружающей средой веществом, энергией и информацией.

4. Многообразие и сложности химических компонентов и динамики протекающих в живом превращении.

5. В самоорганизации живых систем, схемы реакций просты, а молекулы сложны.

6. У живых систем есть прошлое, у неживых его нет.

7. Жизнь организма зависит от двух факторов – наследственность и изменчивость.



8. Способность к избыточному самовоспроизводству.