Связь физических, химических и биологических форм движения материи

Природа в процессе эволюции живых организмов создала своеобразные химические технологии необычайной эффективности. При изучении химизма живой природы биохимией и молекулярной биологией было установлено, что состав и структура биополимерных молекул представляют собой единый набор для всех живых существ, вполне доступный для исследования физическими и химическими методами.

Уже давно было установлено, что основой химии живого являются каталитические химические реакции, то естьбиокатализ. Химизм живой природы являлся идеалом для исследователей: «Подражание Живой природе есть химизм будущего!» Этот девиз, который был провозглашен академиком А. Е. Арбузовым в 1930 г., является целеполагающей идеей развития эволюционной концепции в химии.

Концептуальное представление о ведущей роли ферментов, биорегуляторов в процессе жизнедеятельности, предложенное великим французским естествоиспытателем Луи Пастером в XIXв., остается основополагающим и сегодня.

Чрезвычайно плодотворным с этой точки зрения является исследование ферментов и раскрытие тонких механизмов их действия. Ферменты – это белковые молекулы, синтезируемые живыми клетками. В каждой клетке имеются сотни различных ферменте. С их помощью осуществляются многочисленные химические реакции, которые благодаря каталитическому действию ферментов могут идти с большой скоростью при температурах, подходящих для данного организма, то есть примерно при 5–40°С. (Чтобы эти реакции протекали вне организма, потребовалась бы их активация за счет высокой температуры или иных факторов активации. Для живой клетки такие условия означали бы гибель.) Следовательно, ферменты можно определить какбиологические катализаторы. Биокатализаторы обладают высокой селективностью (избирательностью) – один фермент катализирует обычно только одну реакцию. По принципу биокатализаторов будут созданы искусственные катализаторы.

Биокатализ нельзя отделить от проблемы биогенеза (происхождения жизни). Задача изучения и освоения всего многообразия каталитических процессов в живой природе – это пролог эволюционной химии.

Проблемы моделирования биокатализаторов показали необходимость детального изучения химической эволюции, то есть установления закономерностей самопроизвольного (без участия человека) синтеза новых химических соединений, являющихся к тому же более высокоорганизованными продуктами по сравнению с исходными веществами. В 1960-х гг. было обнаружено явление самосовершенствования катализаторов в ходе реакции (тогда, как обычно, катализаторы в процессе работы дезактивировались, теряли свойства, и их приходилось утилизовывать). Речь идет о проявлении самоорганизации в химическом процессе. Здесь понятие “самоорганизация” означает такое изменяющееся состояние химической системы, которому присущи все более высокие уровни сложности и упорядоченности. Проблема биологической самоорганизации (и биологической эволюции) оказывается самым непосредственным образом связанной с проблемой химической самоорганизации (и химической эволюции). Одна из задач химии, а именно самого новейшего ее направления – эволюционной химии, – понять, как из неорганической материи возникает жизнь. Поэтому эволюционную химию можно назвать «предбиологией».

Возникает вопрос: по каким признакам химическая эволюция отобрала малую часть элементов в число органогенов? Это, во-первых, способность образовывать достаточно прочные, энергоемкие химические связи. Во-вторых,образуемые связи должны быть достаточно лабильными, то есть изменчивыми, перестраиваемыми.

Именно поэтому углерод был отобран эволюцией как органоген № 1. Атом углерода образует почти все типы химических связей, какие знает химия, с самыми разными значениями энергии связи. Он образует углерод-углеродные связи, строя таким путем длинные и стабильные углеродные скелеты молекул в виде цепей и (или) колец. Углеродные атомы образуют связи с остальными элементами-органогенами (V, N. О, Р и S). Соединение с этими и другими элементами в различных комбинациях обеспечивает колоссальное разнообразие органических соединений. Оно проявляется в размерах, форме молекул и их химических свойствах.

Кислород и водород нельзя считать столь же лабильными как углерод; их скорее следует рассматривать в качестве носителей крайних и односторонних свойств – окислительных и восстановительных, лабильные атомы серы, фосфора и железа имеют большое значение в биохимии, в то время как стабильные – кремний, алюминий, натрий, составляющие несравненно большую часть земной коры, играют второстепенную роль.

Подобно тому как из всех химических элементов только 6 органогенов да еще 10–15 других элементов отобраны природой в основу биосистем, так же и в предбиологической эволюции шел отбор химических соединений. Из миллионов органических соединений впостроении живого участвуют лишь несколько сотен; из 100 известных аминокислот в состав белка входит только 20.

Каким образом из минимума химических соединений образовался сложнейший высокоорганизованный комплекс – биосистема? В связи с этой проблемой уже могут быть сделаны следующие предварительные выводы:

1.       На ранних стадиях химической эволюции мира катализ отсутствует. Высокие температуры и радиация обеспечивают энергию, необходимую для активации любых химических взаимодействий.

2.       Первые проявления катализа возникают при смягчении условия (температура менее 5 000 К). Роль катализаторов возрастала по мере того, как физические условия становились все менее экстремальными.

3.       После достижения некоторого минимального набора неорганических и органических соединений роль катализа начала резко возрастать.

4.       В ходе дальнейшей эволюции отбирались те структуры, которые способствовали резкому повышению активности и селективности действия каталитических групп.

5.       Следующим фрагментом эволюции, сшивающим химическую и биологическую линии эволюции, являются развитые полимерные структуры типа РНК и ДНК, выполняющие роль каталитических матриц, на которых осуществляется воспроизведение себе подобных структур.

Теория саморазвития элементарных открытых каталитических систем, выдвинутая в 1964 г. А. П. Руденко, по существу представляет собой единую теорию хемо- и биогенеза.Сущность этой теории состоит в том, что химическая эволюция представляет собой саморазвитие каталитических систем и, следовательно, эволюционирующим веществом являются катализаторы. Эта теория является в настоящее время основанием эволюционной концепции в химии.

Таким образом, эволюционная химия совместно с другими естественными науками постепенно подступает к расшифровке механизма предбиологической эволюции и зарождения живого, а вместе с этим – и к созданию новейших технологий на принципах, заимствованных у живой природы.

studfile.net

Явления природы (биологические, физические, химические) | Природоведение. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, конспект, сочинение, ГДЗ, тест, книга

Как известно, явления — это изменения, происходящие с телами природы. В природе на­блюдаются разнообразные явления. Светит Солн­це, образуется туман, дует ветер, бегут лошади, из семени прорастает растение — это лишь некоторые примеры. Повседневная жизнь каждого человека также наполнена явлениями, происходящими при участии рукотворных тел, например, едет автомо­биль, нагревается утюг, звучит музыка. Посмотри­те вокруг, и вы увидите и сможете привести приме­ры многих других явлений.

Учёные разделили их на группы. Различают био­логические, физические, химические явления.

Явления природы

Биологические явления. Все явления, которые происходят с телами живой природы, т.е. организ­мами, называются

биологическими явлениями. К ним относятся прорастание семян, цветение, образование плодов, листопад, зимняя спячка животных, полёт птиц (рис. 29).

Физические явления. К признакам физических явлений относятся изменение формы, размеров, ме­ста расположения тел и их агрегатного состояния (рис. 30). Когда гончар изготовляет из глины ка­кое-либо изделие, изменяется форма. При добыче каменного угля изменяются размеры кусков горной породы. Во время движения велосипедиста изменя­ется размещение велосипедиста и велосипеда отно­сительно тел, расположенных вдоль дороги. Таяние снега, испарение и замерзание воды сопровождают­ся переходом вещества из одного агрегатного состо­яния в другое. Во время грозы гремит гром и появ­ляется молния. Это физические явления.

Рис. 29. Биологические явления; а — прорастание семян, б — полёг птицы; в — листопад

Рис. 30. Физические явления

Согласитесь, что данные примеры физических явлений очень разные. Но какими бы разнообраз­ными не были физические явления, ни в одном из них не происходит образование новых веществ.

Физические явления — явления, во время кото­рых новые вещества не образуются, но изменяются размеры, форма, размещение, агрегатное состоя­ние тел и веществ.

Химические явления. Вам хорошо известны та­кие явления, как горение свечи, образование ржав­чины на железной цепи, скисание молока и др. (рис. 31). Это примеры химических явлений. Материал с сайта //iEssay.ru

Рис. 31. Химические явления: а — ржавение металла; б — выделение углекисло­го газа при добавлении в соду уксуса; в — химический анализ воды

Химические явления — это явления, во время которых из одних веществ образуются другие.

Химические явления имеют широкое примене­ние. С их помощью люди добывают металлы, соз­дают средства личной гигиены, материалы, лекар­ства, готовят разнообразные блюда.

На этой странице материал по темам:

• природные химические явления
• биологическое сочинение на тему листопад
• физические явления в природе
• биологические явления
• сообщение о биологическом явлении

iessay.ru

Проиллюстрируйте примерами тесное 📝 взаимодействие

Любовь-это битва. Заранее проигранная. Светские люди вообще одиночки, затерявшиеся в море смутно знакомых лиц. Бывать они стараются только там где шумно и можно не разговаривать. Праздники на то и даны человеку, чтобы скрывать, что у него на уме. Как же я допустил, чтобы показуха до такой степени подмяло мою жизнь. Часто говорят надо спасать лицо, а я говорю лицо надо убивать. Только так и спасетесь сами. У комара век — один день. У розы три.У кошки век — 13 лет, а у любви три года и ничего тут не попишешь. Сначала год страсти, потом год нежности и наконец год скуки. В первый год говорят, если ты уйдешь, я покончу с собой. На второй год говорят, если ты уйдешь, мне будет больно, но я выживу. На третий год говорят, если ты уйдешь, я обмою это шампанским. Три года- статистика, биохимия, мой личный опыт. Срок любви один и тот же. Не нравятся мне такие совпадения, почему три года, а не два или скажем четыре.. или.. или 600. Три этапа: страсть, нежность, скука. Цикл из трех ступеней. Каждый длинною в год. Триада незыблемая как святая троица. В первый год покупают мебель, на второй год мебель переставляют, а на третий год мебель делят. Любовь — это упоительная катастрофа, знаешь, что несешься прямо на стену и все же жмешь на газ, летишь на встречу своей гибели с улыбкой на губах, с любопытством ждешь минуты, когда рванет. Любовь — это единственное запрограммированное разочарование, единственное предсказуемое несчастье, которое хочется еще. Любовь это непонятная штука, когда видишь ее у других, ничего не понимаешь и еще меньше, когда это случается с тобой. Чтобы любовь жила вечно достаточно забыть о времени. Я понял одну вещь. Чтобы любовь не прошла в каждом должно быть что-то неуловимое, не допустить пресности. Нет, это не значит подстегивать себя искусственно созданными дурацкими встрясками. Просто надо уметь удивляться чуду каждого дня, быть щедрыми и не мудрить. Ты точно влюблен, когда начинаешь выдавливать зубную пасту на другую, не свою щетку. Я узнал главное, чтобы стать счастливым надо пережить состояние ужасной несчастливости, если не пройти школу горя, то счастье не может быть прочным. Три года живет та, что не штурмовала вершины и не бывала на дне, а свалилась с неба, готовенькая. Любовь живет долго, только если каждый из любящих знает ей цену. Мы оказались не готовы к счастью,потому что были не приучены к несчастью. Нас ведь растили к поклонению одному богу — благополучию. И надо завершиться самому, чтобы прожить незавершенную историю.

Фредерик Бегбедер

yznay.com

Горение. Повторяемость и взаимосвязь явлений в природе

2014-06-04

Горения. Как вы узнали из предыдущего параграфа, выделение света и тепла является признаком многих химических явлений. Реакции с такими признаками называются горением. Горение является распространенным химическим явлением, человек издавна использует с пользой для себя (рис. 40).

Горение — это химическое явление, признаком которого является выделение света и тепла.

Условия горения. Распространенным является горение веществ в кислороде, что входит в состав воздуха. Каждое вещество характеризуется определенной температурой воспламенения. Так называют температуру, при которой начинается горение. Чтобы загорелся метан в газовой плите, достаточно даже искры или зажженной спички. А чтобы достичь температуры воспламенения каменного угля, его нужно нагревать значительно дольше.

Подумайте, как во время тушения пожаров прекращают доступ воздуха и создают температуру, ниже температуры воспламенения.

Для того чтобы произошло горения, необходимы два условия: это создание температуры, выше температуры воспламенения вещества, и свободный доступ воздуха.

Выполним опыт. Зажжем две примерно одинаковые стеариновые свечи (стеарин — органическое вещество). Одну накроем стеклянным колпаком или крупным химическим стаканом. Вторую оставим без изменений. Свеча под колпаком погорит некоторое время и потухнет, тогда как вторая продолжать гореть.

Этим опытом мы проверили оба условия горения. Второй свече не ограничивали доступ кислорода, тогда как для первой колпак прекратил поступление воздуха, а вместе с ним и кислорода.

Пока свеча горела под колпаком, от нее во все стороны распространялось свет. Прикоснувшись к колпаку рукой, почувствуем тепло.

Теперь, когда мы выяснили условия горения, легко определиться с другим вопросом — как прекратить горение. Безусловно, следует учитывать указанные условия, только действовать наоборот. Надо прекратить доступ воздуха и создать температуру, ниже температуры воспламенения.

Горение на службе человека. Человек ознакомилась с горением впервые в естественных условиях. В те далекие времена она его и боялась, и ждала. Боялась, потому что от молний возникали пожары, а ждала, потому что костер дарило тепло и свет, позволяло приготовить блюда, отпугивало хищников.

Прошло много времени, прежде чем человек научился не только поддерживать огонь, но и освоила его искусственное добычи. Есть научилась не зависеть от природы, а самостоятельно осуществлять химическое явление горения.

Сейчас это явление приносит человеку большую пользу. Благодаря горению производят электроэнергию, готовят блюда, освещают помещение, обогревают дома, приводят в движение автомобили, добывают металлы, изготавливают стекло.

Повторяемость и взаимосвязь явлений. Явлениям присуща повторяемость. День чередуется с ночью. Ежегодно повторяются времена года, после лета наступает именно осень, а не какая-то другая пора года (рис. 41).

В природе биологические, физические и химические явления тесно связаны между собой. Вам известно, что без химических явлений не происходят биологические. Ведь из веществ, которыми питаются растения и животные, в их телах образуются новые вещества, присущие их организмам. Образование в зеленых растениях органических веществ из неорганических сочетает химическое (появление нового вещества), биологическое (растение растет) и физическое (световое) явления.

Мы не ошибемся, если скажем, что физические явления связаны с химическими. Связь физических и химических явлений взаимный.

Примеры связи физических и химических явлений

Молекулы постоянно двигаются.

Чтобы произошло химическое явление, вещества часто нагревают, освещают, измельчают, сжимают, растворяют.

Взрывы веществ сопровождаются звуковым явлением, а горение — световым и тепловым.

копилка знаний

Есть такая профессия — пожарный. Это профессия физически сильных, решительных и находчивых мужчин. Когда в горящем доме находятся люди, надо мгновенно принимать правильное решение, чтобы их спасти. Поэтому эту профессию выбирают мужественные, сильные духом люди.

Будьте защитниками природы

Легко воспламеняться зажечь, и трудно потушить. И это действительно так. Сколько лесов уничтожил безжалостный огонь, сколько животных погибло в нем ! Погибают в огне и люди.

Пожары возникают преимущественно из-за халатности людей. Не забывайте об этом никогда, будьте бдительны и осторожны с таким химическим явлением, как горение. Помните и соблюдайте известные вам правила поведения с огнем.

категория: Биология

moykonspekt.ru

помогите! Какие явления природы называются биологическими?? Приведите примеры.

Биологические — это явления, происходящие в живой природе: На ветвях дерева набухают почки; Птенец вылупляется из яйца; Из саженца вырастает высокое дерево; Расцветает цветок; Рост собаки: из щенка она превращается во взрослую собаку.

Спасибо. Очень помогло

Самый лучший ответ

ОЧЕНЬ ПАМАГЛО ЗДАТЬ НА 2

Природные пожары, инфекционные заболевания людей, инфекционные заболевания животных, поражения сельскохозяйственных растений

1. Движение частиц из области высокой концентрации в область низкой концентрации называется ……………… – это явление можно пронаблюдать …….. в растительном и животном мире в …………. 2. На биологические системы распространяются законы ………., ………., что подтверждает взаимосвязь ……….. и …………… природы. даю 3 балла

Физические явления: дождь, гроза, снег, ветер, рассвет, закат и т. д. Биологические явления: листопад, цветение, рост животных, прорастание семян, впадание в спячку у животных и т. д.

touch.otvet.mail.ru

Явления природы. Физические явления, их разнообразие

Все, что создала природа или человек, ученые называют физическими телами. С течением времени тела меняются. Например, из маленького желудя вырастает могучий дуб. Из его ствола столяр производит мебель. Гончар из глины делает посуду. Под действием ветра, воды и солнечных лучей разрушаются горы. Водяной пар, находящийся в воздухе, возвращается на землю в виде дождя и снега. И таких примеров можно привести очень много.

Мир явлений

Изменения, происходящие с телами, получили название явления. Различают биологические, физические, химические и некоторые другие явления.

К биологическим явлениям относятся явления в живой природе, например забота о новорожденных малышах, прилет птиц весной, объединение волков в стаю, размножение, рост и развитие организмов.

Рост растения — пример биологического явления

Физическим явлениям свойственны изменения агрегатного состояния вещества, размеров и формы тела, положение тел друг относительно друга. При этом новые вещества не образуются.

Физические явления

Превращение воды в лед и ее испарение, изготовление из гранита памятника, измельчения сахара в сахарную пудру — все это примеры физических явлений. Они очень разные, но при этом ни одно вещество не разрушилось и новые вещества не образовались.

В отличие от физических явлений, при химических явлениях одни вещества превращаются в другие. Например, дрова в костре превратились в кучку пепла, на железной цепи образовалась ржавчина, подсолнечное масло превратили в маргарин.

В природе одни явления сопровождаются другими. К примеру, рост организма является биологическим явлением. Однако оно сопровождается физическим явлением — увеличением линейных размеров тела. Чтобы расти, организмы должны питаться, а значит, во время роста в организмах происходят и химические явления. Еще пример: химическое явление горения сопровождается выделением света и тепла, которые являются физическими явлениями.

Повторяемость явлений в природе

Явления природы время от времени сменяют друг друга, то есть способны чередоваться или повторяться. С начальной школы ты знаем о чередовании времен года, дня и ночи. Повторяются цвета радуги, независимо от того, в каком месте нашей планеты она появилась.

В мире живой природы также много примеров повторяющихся явлений. С детенышами происходят те же биологические явления, и с родителями (рис. 36). Они рождаются, растут, развиваются, питаются, оставляют потомство, погибают. Благодаря такой повторяемости явлений существует жизнь на Земле.

Как можно описывать явления

Чтобы твои наблюдения за явлениями в природе были упорядоченными, их следует описывать по определенному плану. Для этого следует определить цель наблюдения и фиксировать ход событий. Например, записывать изменения, которые происходят:

1. Изменение формы тела.
2. Изменение линейных размеров.
3. Изменение цвета.
4. Изменение запаха.
5. Изменение агрегатного состояния.
6. Изменение положения тела.
7. Исчезли одни вещества и образовались другие?

Разнообразие физических явлений

Ознакомься с рисунком с названиями основных физических явлений.

Явления, связанные с движением тел, называют механическими. При этом тела меняют свое положение относительно других тел. Например, полет птицы, движение автомобиля, падение капель дождя.

Тепловые явления связаны с нагревом и охлаждением тел. Примером тепловых явлений является нагрев днем и охлаждение ночью поверхности Земли.

К звуковым явлениям относятся явления, связанные с возникновением и распространением звука. Пение птицы, жужжание крылышек комара, раскаты грома — это звуки. Их мы воспринимаем ухом как колебания воздуха звуковыми волнами.

Световые явления связаны с распространением световых лучей. Свет излучают Солнце, молния, включенная электрическая лампочка, горящая свеча и тому подобное.

Магнитные явления — это явления притяжения тел магнитом. Например, показания стрелки компаса, привлечение магнитом железных гвоздей.

Явления, обусловленные электризацией тел, называют электрическими. Благодаря им работает множество современных бытовых и осветительных приборов (холодильник, пылесос, люстра и т.д.). Даже мобильный телефон ты не сможешь зарядить без использования электрического явления.

Электрические явления встречаются и в природе. Во время грозы можно наблюдать молнию. Она является разновидностью мощного электрического тока. Откуда берутся заряженные частицы, которые вызывают молнию? Грозы в основном бывают летом или поздней весной, когда теплый воздух поднимается высоко вверх. Вследствие трения в облаках слоев воздуха и капель воды они электризуются. Во время грозы наэлектризованные облака могут сблизиться настолько, что от этого возникает электрическое явление — молния. Она сопровождается громким звуком — громом. Во время грозы молния также может возникнуть между облаком и землей. Это очень опасно, потому что от молнии случаются пожары и поражения людей током.

Поэтому во время грозы нужно соблюдать определенные правила поведения: избегать контакта с металлическими телами. Если гроза застала тебя на открытой местности, нужно сесть на землю и переждать ее. И на рисунке правильно поступил тот мальчик, который спрятался в углубление в земле, а не встал под одиночным деревом.

Правильное (а) и неправильное (б) поведение на открытой местности во время грозы

Чтобы предотвратить попадание молнии, на дома и другие сооружения устанавливают молниеотводы.

Заключение

Любые изменения, происходящие в природе, называют явлениями. Различают биологические, физические и химические явления.

Биологические явления является основой жизнедеятельности организмов.

Во время физических явлений не происходит превращение одних веществ в другие, а во время химических — из одних веществ образуются другие.

Явления природы описывают по определенному плану.

В природе многие явления сменяют друг друга, способны чередоваться, повторяться.

www.polnaja-jenciklopedija.ru