Эволюция и самоорганизация химических систем. Макромолекулы и зарождение органической жизни
Понятие самоорганизация означает упорядоченность существования материальных динамических, то есть качественно изменяющихся систем. Оно отражает особенности существования таких систем, которые сопровождаются их восхождением на все более высокие уровни сложности и системной упорядоченности или материальной организации.
Картина химического мира весьма отчетливо свидетельствует об отборе элементов. Сейчас известно около 8 млн химических соединений. 96% из них созданы природой из 6-18 основных элементов (Na,K,Ca,Mg,Fe,Si,Al,Cl,Cu,Zn), а из оставшихся 95 элементов таблицы Менделеева природа создала лишь 300000 неорганических соединений.
Определяющими факторами в отборе являются требования соответствия между строительным материалом и объектами с высокоорганизованной структурой. С химической точки зрения такие требования сводились к отбору элементов, способных к образованию прочных и энергоемких химических связей и лабильных, то есть легко подвергающихся гомолизу, гетеролизу или циклическому распределению. Поэтому углерод - органоген номер 1.
В ходе эволюции отбирались те структуры, которые способствовали резкому повышению активности и селективности действия каталитических групп.
На ранних стадиях химической эволюции катализ
вообще отсутствовал. Условия высоких температур, электрических разрядов и
радиации препятствовали образованию конденсированного состояния. Первые
проявления катализа начинались при смягчении условий и образовании первичных
тел. Роль катализатора возросла по мере того, как физические условия
приблизились к земным. Но роль катализатора вплоть до образования более или
менее сложных органических молекул оставалась несущественной. Появление таких
относительно несложных систем, как СН
ОН а тем более
аминокислот и первичных сахаров было своеобразной некаталитической подготовкой
старта для большого катализа. Роль катализа в развитии химических систем после
достижения стартового состояния начала возрастать сравнительно быстро. Отбор
активных соединений происходил в природе из тех продуктов, которые получались
относительно большим числом химических способов и обладали широким
каталитическим спектром.
- Химические процессы и процессы жизнедеятельности. Катализ. Ферменты. Освоение каталитического опыта живой природы.
- Возможности современных биотехнологий. Клонирование и проблемы воспроизведения живых организмов.
- Особенности биосферного уровня организации материи. Развитие традиционных принципов в биологии. Живое и неживое.
- Структурные уровни организации материи в биологии. Принципы систематики простейших организмов, растений и животных.
- Строение и функции живой клетки. Основополагающие жизненные процессы в организмах.
Дополнительно
Система автоматического регулирования
Современная теория автоматического регулирования является
основной частью теории управления. Система автоматического регулирования
состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют
на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под
влиянием входны ...
Структурная и молекулярная организация генного вещества
Почти полвека тому назад, в 1953 г., Д. Уотсон и Ф. Крик открыли принцип
структурной (молекулярной) организации генного вещества -
дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) [1]. Структура
ДНК дала ключ к механизму точного воспроизведения - редупликации - генного
вещества [2]. Так
возникла новая наука ...