Особенности биологического уровня организации материи

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Особенности биологического уровня организации материи (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

Реферат на тему
«ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ» ВВЕДЕНИЕ
1. КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИВОГО
- 1. 1. Идея самопроизвольного происхождения жизни
- 1. 2. Опыты Пастера, доказывающие происхождение живого от живого
- 1. 3. Гипотеза занесения живых существ на Землю из космоса
- 1. 4. Гипотеза Опарина
- 1. 5. Современные концепции происхождения жизни
2. БИОЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБМЕН
3. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ВЕЧНОСТЬ ЖИЗНИ
4. МЕТАБОЛИЗМ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
История идеи развития в биологии делится на 5 основных этапов
1. Период от античной натурфилософии до первых биологических дисциплин. Здесь наблюдается фундаментальный принцип науки о живом принцип историзма
2. Систематизация накопленного в ботанике и зоологии материала

Опубликование Дарвином труда «Происхождение видов» в 1859 г. Если XVIII в. с полным основанием можно назвать веком Ньютона, когда возник научный метод, которому сегодня мы обязаны всеми достижениями современной науки, то век XIX, надо согласиться в этом с Больцманом, следует назвать веком Дарвина. Создание эволюционной теории тоже было революцией. В биологию пришли идеи движения и развития. Это период революционного перелома в биологии, связанный с возникновением целых отраслей эволюционной биологии.

4. Переход к систематическому экспериментальному изучению отдельных факторов эволюции, формированию новых направлений в генетике и экологии. Этот период длился с начала XX в. до середины 30-х гг. XX в.

5. Период всеобъемлющего синтеза знаний о факторах, движущих силах и закономерностях в эволюции. Этот период берет свое начало в 40-х гг. и продолжается до настоящего времени.

1. КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИВОГО Еще в глубокой древности люди задавали себе вопросы: откуда произошла живая природа? Как появилась жизнь? Где та грань, через которую природа перешагнула при переходе от неживого к живому? Почему живые системы для своего построения выбрали Молекулы лишь с определенной пространственной организацией

Проблема происхождения живого решалась довольно просто, пока ученые находились в счастливом неведении относительно сущности живого, как, впрочем, и того, что представляла собой Земля в младенчестве.

1.1. Идея самопроизвольного происхождения жизни

Первая идея, которая была выдвинута, это идея самопроизвольного зарождения жизни. Эмпедокл, например, считал, что все дышащее обязано своим существованием самозарождению отдельных органов рук, ног, лап, голов, сердец, которые затем, случайно комбинируясь, складывались в тела и достигали в конце концов вполне удачных комбинаций.

Лет за сто до него Анаксимандр с поразительной для своего времени прозорливостью утверждал, что путь к высшим организмам природа начинала с более примитивных, и, пожалуй, впервые выдвинул идею эволюции природы. Но и он за исходную субстанцию брал сложный природный продукт морской ил. По его мнению, живые существа зародились во влажном иле, который когда-то покрывал землю. Когда Земля стала высыхать, влага скапливалась в углублениях, в результате чего образовывались моря, а некоторые животные вышли на сушу. Среди них были разнообразные существа, в чреве которых развивались люди. Когда люди выросли, покрывавшая их чешуйчатая оболочка развалилась.

Эта идея самопроизвольного зарождения организмов, видимо, представлялась многим поколениям наших далеких предков очень убедительной, так как просуществовала, не меняясь, долгие века. Самопроизвольное зарождение лягушек, мышей, саламандр, ягнят и т. п. из различных материальных образований, в том числе гниющей земли, отбросов и иных объектов, рассматривалось многими выдающимися умами и мыслителями: Аристотелем, Коперником, Декартом, Галилеем, и именно благодаря этому идея имела столь широкое распространение и просуществовала так долго.

1.2. Опыты Пастера, доказывающие происхождение живого от живого

В XVII в. опыты Реди показали, что без мух черви в гниющем мясе не обнаружатся, а если прокипятить органические растворы, то микроорганизмы в них не смогут зарождаться (суждение, известное сейчас любой хозяйке, занимающейся консервированием продуктов). И только в 60-х гг. XIX в. Пастер (1822−1895) в своих опытах продемонстрировал, что микроорганизмы появляются в органических растворах только потому, что туда раньш был внесен зародыш. Пастером фактически была открыта природа брожения. Он ввел методы асептики и антисептики, а в 1888 г. создал и возглавил институт микробиологии (впоследствии Пастеровский институт).

Термин пастеризация произошел от фамилии этого ученого. Пастеризация означает способ уничтожения микробов в жидкостях и пищевых продуктах однократным нагреванием до температуры ниже 100 °C (обычно 60 70 °С) с различной выдержкой (чаще всего 15−30 минут). Способ этот был предложен Л. Пастером и применяется для консервирования молока, вина, пива.

Являясь основоположником современной микробиологии и иммунологии, Л. Пастер известен также своими работами по асимметрии молекул, которые легли в основу стереохимии области науки, изучающей пространственное строение молекул и влияние его на физические свойства, а также на направление и скорость реакций. Молекулярная асимметрия, открытая Л. Пастером (см. ТЕМУ 9.1.2.1−9.1.2.3), явилась одним из доказательств земного происхождения жизни и имела огромное значение для понимания особенностей мирового эволюционного процесса.

Таким образом, опыты Пастера имели двоякое значение:

1. Доказали несостоятельность концепции самопроизвольного зарождения жизни.

2. Обосновали идею о том, что все современное живое происходит только от живого.

2. БИОЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБМЕН

Термин биоэнергоинформатика был введен д.т.н., профессором МГТУ им. Н. Э. Баумана В.Н. Волченко в 1989 г., когда им и его единомышленниками была проведена первая Всесоюзная конференция по биоэнергоин-форматике в Москве.

Новое понятие биоэнергоинформационный обмен возникло в сфере биофизики, биоэнергетики и экологии в связи с последними достижениями в этих областях. Изучение его дало основание высказать предположение об информационно единстве Вселенной, о наличии в ней «Информации Сознания», а не только известных форм материи и энергии. Одним из элементов этой концепции выступает наличие во Вселенной некоторого общего замысла, плана. Эта гипотеза подтверждается современной астрофизикой, согласно которой фундаментальные свойства Вселенной, значения основных физических констант и даже формы физических закономерностей тесно связаны с фактором структурности Вселенной во всех ее масштабах и с возможностью Жизни. Иначе говоря, Вселенная такова, как это нужно ей для существования Жизни и Сознания в ней самой.

Отсюда следует второй элемент концепции биоэнерго-информатики Вселенную нужно рассматривать как живую систему. А в живых системах фактор Сознания (информации) наряду с материей энергией должен занимать весьма существенное место. Принципы живого, как правило, связывают со вторым началом термодинамики. Э. Шредингер показал, что живое как бы питается отрицательной энтропией. Однако Л. Больцман писал, что «живое… борется за энтропию», но он имел в виду рост химического или структурного многообразия живого.

Причина отмеченных противоречий содержится в том, что термодинамика имеет модель «энергиявещество» с безликими идеальными частицами точками для тех структур, а следовательно, и не может быть того информационного поля, которое мы вынуждены вводить. Именно оно обеспечивает структурную изменчивость как живого, так и всей материи во Вселенной.

Таким образом, можно говорить о необходимости триединства Вселенной: материи, энергии, информации (эти вопросы еще будут затрагиваться и подробно рассматриваться дальше). Но информация здесь не просто сообщение, она глубоко структурирована вплоть до уровня Сознания. Исходя из этого триединства, можно по-новому определить само понятие нетермодинамического равновесия в Природе.

С учетом концепций биоэнергоинформатики сформулированы основные свойства живых систем Вселенной:

 избирательность информационно-энергетических взаимодействий (наряду с материально-энергетическими), приводящих к иерархическому структурированию вещества, энергии, информации и наличию ин

формационно-энергетического обмена со средой;

 целесообазность рассмотрения энтропии в трех составляющих: энергетической, конфигурационной и структурно-информационной вместо одной для обычных термодинамических систем;

 изменчивость за счет наличия внутренних сил, само

произвольно реализующих состояние системы;

 живые системы, изменяясь, эволюционируют. По

А. Эйнштейну, «жизни присущ элемент истории». Репродуцируемость, или же воспроизведение, упоминаемое обычно как признак живого, присуща и косной природе.

Неживые технические системы обладают высокой энергетичностью, например, лазерные технологии и термоядерный синтез дают плотность мощности 10 101 020 Вт/см2. В космических лучах при столкновении частиц энергии достигают значений порядка 1012 эВ и выше. Но информативность в перечисленных процессах невелика: десятки сотни бит. Для информативности суперкомпьютеров известен предел Бреммермана 1047 бит/с на грамм массы или 1093 бит. При переходе к живым организмам информативность, как структурное разнообразие, несомненно, более высокая, но измерять ее в битах бессмысленно (хотя Д. фон Нейман дал приближенно оценку емкости человеческого мозга в 1019 Мегабайт).

В то же время энергетичность клеточных структур (по данным КВЧ-терапии ММ-радиоволнами) составляет 10−5эВ. Таким образом, структурное совершенство живых систем можно оценивать по их информационно-энергетическому показателю. В полевой форме жизни высочайшее информационно-структурное разнообразие достигается почти при нулевой энергетичности системы. Это скорее характерно для Сознания как элемента Вселенной.

Доказывать концепцию биоэнергоинформатики уже не надо. Ее надо развивать.

Показать весь текст

Список литературы

В.П. Бондарев Концепции современного естествознания. М.: Альфа-М, 2003. 464с.
В.М. Найдыш, Концепции современного естествознания, — М.: Гардарики, — 2000. 476 с.
А.Ю. Скопин, Концепции современного естествознания, — М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, — 2003. 392 с.
С.Г. Хорошавина, Концепции современного естествознания: курс лекций, — Ростов н/Д: Феникс, — 2005. 480 с.
Г. И. Рузавин, Концепции современного естествознания, — М.: Проект, — 2002. 336с.

Заполнить форму текущей работой