Биохимические составляющие живого вещества

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА И ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ

ПРИ ПРЕЗИДЕНТЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» Брянский филиал

 

 

Кафедра менеджмента государственного и муниципального управления

Направление подготовки 081100.62 – Государственное и муниципальное управление

 

 

РЕФЕРАТ

Биохимические составляющие живого вещества

по курсу «Концепции современного естествознания»

 

 

Студент:

Шешера М.И.

группа ГОО-13/2

 

Преподаватель:

Просянников Е.В.,

Доктор с\х наук,

профессор

 

Брянск 2015

 

Содержание

 

 

 

Введение

Все экологические процессы протекают в системах, включающих в свой состав живое вещество, поэтому важно уметь отличать живое вещество от других видов веществ (неорганических, косных, биокосных и др.). В введении я хотела бы раскрыть определение живого вещества, а так же его уровни, виды и характеристики.

Целью моей работы является определить что же такое живое вещество и его основные состовляющие.

Итак, что же такое живое вещество? Живое вещество — это то, что образует совокупность тел всех живых организмов независимо от их принадлежности к той или иной систематической группе. Общая масса (в сухом виде) живого вещества на планете Земля составляет (2,4-3,6) * 1012 тонн.

Живое вещество неотделимо от биосферы Земли и является его функцией, а также одной из самых могущественных геологических сил на планете Земля. Оно представляет собой неразрывное молекулярно-биологическое единство, системное целое с характерными признаками, общими для всей эпохи его существования, а также для каждой отдельной геологической эпохи. Уничтожение отдельных компонентов живого вещества может привести к нарушению системы в целом, т. е. к экологической катастрофе и гибели системы живого вещества в целом.

Рассмотрим некоторые наиболее общие признаки живого вещества вне зависимости от геологической эпохи его существования.

1. Система, состоящая из живого  вещества (организм), способна к росту, т. е. она увеличивается в размерах.

2. Организм (живой) в течение времени  своего существования сохраняет  свои наиболее типичные признаки  и способен передавать эти  признаки по наследству, т. е. является  носителем и передатчиком информации.

3. Живой организм в процессе  своей жизни способен к развитию, которое делится на два периода  — эмбриональное и постэмбриональное.

4. Живое вещество как отдельный  организм, способно к размножению, благодаря чему обеспечивается  существование данного вида в  течение длительного (с исторических  позиций) времени.

5. Для живого вещества характерен  направленный обмен веществ.

Уровни организации живого вещества.

Живое вещество как совокупность всех организмов, живущих на Земле, состоит из нескольких царств (Прокариоты, Животные, Растения, Грибы), которые находятся в сложных взаимоотношениях. Живое вещество имеет сложное строение и разные уровни организации. Рассмотрим некоторые из них в порядке усложнения.

1. Молекулярно-генный (суборганизменный) — особая форма организации  живого, присущая всем без исключения  организмам, представляющая собой  совокупность различных органических  и неорганических веществ, связанных  между собой определенной структурой  и системой биохимических процессов, позволяющих сохранять данную  совокупность соединений как  целостную систему, способную к  росту, развитию, самосохранению и  размножению в течение всего  времени существования этого  организма, т. е. до смерти.

2. Клеточный — все живое (кроме  неклеточных форм жизни) образовано  особыми структурами — клетками, которые имеют строго определенное  строение, присущее как организмам  из царства Растения, так и  организмам из царств Животные  и Грибы; некоторые организмы  состоят из одной клетки, поэтому  такие организмы при клеточном  уровне соответствуют и новому  уровню организации — организменному (см. пятый уровень организации).

3. Тканевый — характерен для  сложных многоклеточных организмов, у которых произошла специализация  клеток по выполняемым функциям, что привело к образованию  тканей — совокупности клеток, имеющих одинаковое происхождение, близкое строение и выполняющих  одинаковые или близкие по  характеру функции; различают растительные  и животные ткани так, у растений  выделяют покровные, основные, механические, проводящие ткани и меристемы (ткани роста); у животных —  покровные, нервные, мышечные и соединительные  ткани.

4. Органный — у высокоорганизованных  организмов ткани образуют структуры, предназначенные для выполнения  определенных функций, которые называются  органами, а органы объединяются  в системы органов (например, желудок  входит в состав пищеварительной  системы).

5. Организменный — системы органов  объединены в единое целое — организм, при функционировании которого реализуется жизнедеятельность конкретного живого существа; известно, что в природе существует большое число одноклеточных организмов.

6. Популяционно-видовой — особи  одного вида образуют особые  группировки, живущие на данной  конкретной территории и занимающие  определенную экологическую нишу, которые называются популяциями, а популяции одинаковых организмов  образуют подвиды и виды.

7. Биогеоценотический — этот  уровень организации живого вещества  связан с тем, что на данной  территории проживает определенное  количество популяций различных  видов (как животных, так и растений, грибов, прокариотов и неклеточных  форм жизни), которые взаимосвязаны  друг с другом различными связями, в том числе и пищевыми.

8. Биосферный — это высший  уровень организации живого на  планете Земля, представляющий собой  всю совокупность живых существ, живущих на ней, которые взаимосвязаны  друг с другом планетарным  круговоротом химических элементов  и химических соединений; нарушение  этого круговорота может привести к глобальной катастрофе и даже к гибели всего живого.

Следовательно, 1-5 уровни организации характерны для отдельно взятого организма, а 6-8 — для совокупности организмов. Необходимо помнить, что человек — это составная часть живого вещества на планете Земля, но его деятельность из-за наличия разума значительно отличается от деятельности других организмов, и, тем не менее, он составная часть природы, а не ее «царь».

Краткая характеристика химического состава живого вещества1

Живое вещество представляет собой сложную систему биоорганических, органических и неорганических соединений. В составе живого вещества обнаружены практически все устойчивые химические элементы, известные человеку, но в разных количествах. Эти элементыподразделяют на биогенные и небиогенные, исходя из их роли в живых организмах.

Атомы химических элементов входят в состав химических соединений, которые могут быть органическими, биоорганическими и неорганическими.

Важнейшим неорганическим веществом, входящим в состав живых организмов, являетсявода. Кроме воды организмы могут содержать и другие неорганические вещества — соли, кислоты, основания.

Основу живого вещества составляют биоорганические и органические соединения. К биоорганическим веществам относят белки, нуклеиновые кислоты, витамины, жиры и углеводы. Эти вещества называют биоорганическими потому, что эти соединения вырабатываются в организмах и без этих веществ жизнь принципиально невозможна (особенно это относится к белкам и нуклеиновым кислотам). Примером органических веществ, входящих в состав живого вещества, являются органические кислоты (яблочная, уксусная, молочная и др.), мочевина и другие химические соединения.

Вид, его критерии и экологическая характеристика

Живое вещество в природе существует в виде отдельных дискретных таксономических единиц — видов (биологических видов).

Биологический вид (вид) — совокупность особей, обладающих общими морфофизиологическими признаками, биохимическим, генетическим (наследственным) сходством, свободно скрещивающихся друг с другом и дающих плодовитое потомство, приспособленных к сходным условиям существования, занимающих в природе определенный ареал (область распространения), т. е. занимающих одну и ту же экологическую нишу.

Виды образованы популяциями и подвидами (последнее характерно не для всех видов). Биологический вид характеризуется следующими критериями:

1) генетическим, т.е. все особи данного  вида обладают одинаковым набором  хромосом;

2) биохимическим, т. е. для всех особей  этого вида характерны одинаковые  химические соединения (белки, нуклеиновые  кислоты и др.), которые отличаются  от аналогичных соединений других  видов;

3) морфофизиологическим, т. е. организмы  одного вида имеют общие признаки  внешнего и внутреннего строения  и характеризуются одинаковыми  процессами, обеспечивающими их  жизнедеятельность;

4) экологическим, т. е. особи данного  вида вступают в одинаковые (отличные  от других видов) взаимоотношения  с природной средой;

5) историческим — особи данного  вида имеют одинаковое происхождение  и в процессе внутриутробного  развития проходят одинаковый  цикл этого развития согласно  биогенетическому закону;

6) географическим — особи данного  вида проживают на определенной  территории и приспособлены к  существованию на данной территории.

В науке «экология» широко используют следующие разновидности термина «вид».

1. Вид вредный — наносящий  человеку хозяйственный урон  или вызывающий заболевания; понятие  относительное, так как любой  вид, живущий на планете, занимает  определенную экологическую нишу  и выполняет определенную экологическую  роль; например, волк может наносить  большой урон хозяйственной деятельности  человека, но он является «санитаром»  природы, играет большую роль  в «отбраковке» нежизнеспособных  особей тех видов, которыми он  питается.

2. Вымерший вид — это вид, который исчез в результате  процессов эволюции, например, птеродактиль.

3. Вымирающий вид — такой  вид, свойства которого не соответствуют  современным условиям существования  и генетические возможности к  приспособлению к жизни в новых  условиях практически исчерпаны; такие виды могут сохраниться  только в результате полного  его окультивирования (заносится  в Красную книгу).

4. Исчезающий вид — вид организмов, находящихся под угрозой вымирания  за счет того, что численность  сохранившихся особей недостаточна  для воспроизводства вида, но  генетически вид имеет благоприятные  возможности для приспособления  к условиям внешней среды (заносится  в Красную книгу как вид, находящийся  под угрозой).

5. Охраняемый вид — вид, преднамеренное  нанесение вреда особям которого  и нарушение среды его обитания  запрещено определенными законодательными  актами разного ранга (международными, государственными, местными), например  соболь и др.

Структура вида состоит в том, что он образован отдельными особями, объединенными в популяции и подвиды. Наличие подвидов характерно только для тех видов, которые имеют большие ареалы, характеризующиеся разнообразными условиями.

Популяция — группа особей данного вида, способных к скрещиванию и производству полноценного потомства, проживающих на данной территории, имеющей естественные границы с другими территориями, что затрудняет скрещивание особей данной популяции с особями другой. Следует помнить, что экологической единицей вида является популяция.

Популяции разных видов, проживающих на данной территории, образуют биоценоз, в котором эти популяции связаны друг с другом различными связями, в том числе и пищевыми.

 

 

 

 

 

 

 

Биохимические составляющие живого вещества

              

 

 

 

 

 

 

1. Молекулы живой природы

Известно, что нет никаких различий в строении молекул элементов, образующих живую и неживую природу. Однако из известных к настоящему времени 111 химических элементов, встречающихся на Земле, в живых организмах встречается не так много — всего 16, причем четыре из них — водород, углерод, кислород и азот — составляют 99% массы живого вещества. Это связано с их физическими и химическими свойствами: валентностью и способностью образовывать прочные ковалентные связи между атомами. В живом организме происходят всевозможнейшие превращения разнообразных крупных молекул и их соединений, главным элементом которых является углерод. В основе клеточной химии лежат углеродные соединения, в которых атомы углерода связываются

ежду собой наиболее прочной из всех химических связей — ковалентной, обеспечивающей стабильность химического соединения (а значит, и стабильность живого организма).

Атомы углерода могут образовывать разветвленные длинные цепочки не только друг с другом, но и с атомами кислорода. Учитывая антропный принцип, можно не по распространенности, а по значению углерода для жизни) даже сказать, что мы живем в углеродной Вселенной. Поскольку ранее предполагалось, что молекулы углерода присущи только живому, соединения с углеродом получили название органических. Развитие химии и особенно работы русского химика Бутлерова по структурной химии привели к созданию органической химии, которая занимается изучением углерода и синтезом его соединений.