Химия как наука с момента своего рождения ставила перед собой весьма практические цели и с тех пор она всегда была нужна человечеству для того, чтобы получать из природных веществ по возможности все необходимые металлы и керамику, известь и цемент, стекло и бетон, красители и лекарства, взрывчатые вещества и горючесмазочные материалы, каучук и пластмассы.
Поэтому все химические занятия, которые были приобретены в течение многих веков подчинены единственной главной задаче химии – задаче получения веществ с необходимыми свойствами.
Химия, как никакая другая естественная наука, тесно связана с производством новых веществ.
26. В чем суть основной проблемы химии ?
Основная двуединая проблема химии это :
1) получение веществ с заданными свойствами – производственная задача ;
2) выявление способов управления свойствами вещества – задача научного исследования.
27. Какие способы решения основной проблемы химии вам известны ?
Существуют четыре способа решения основной проблемы химии, которые связаны прежде всего с наличием всего четырех основных природных факторов, от которых зависят свойства получаемых веществ : основные природные факторы, влияюшие на свойства получаемых веществ :
1) состав вещества (элементарный, молекулярный) ;
2) структура молекул ;
3) термодинамические и кинетические условия химической реакции, в
процессе которой это вещество получается.
4) уровень организации вещества.
28. В чем различия между терминами «структура вещества» и «строение вещества» ?
Знание о составе вещества отвечает на вопрос о том, з каких химических элементов состоит молекула данного вещества. А знание структуры вещества дает представление о пространственном расположении атомов в этой молекуле. Под понятием «структура» понимают устойчивую упорядоченность качественно неизменной системы.
Теория строения вещества Дж. Дальтона отвечает на вопрос : как можно отличить индивидуальное вещество от смесей веществ.
Согласно его теории, любое химическое вещество представляет собой совокупность молекул, обладающих строго определенного качества атомов одного, двух или трех химических элементов.
29. Что такое химические катализаторы и каковы механизмы их действия ?
Катализаторы – это вещества - ускорители химических реакций, которые не изменяются в результате реакции. При контакте с катализатором активизируются молекулы реагента. При этом происходит как бы «расслабление» химических связей в исходном веществе, «растаскивание» его на отдельные части, которые затем легче вступают во взаимодействие друг с другом.
30. Какие три «образа» современной биологии вам известны ?
Биология, будучи «равной среди равных» в системе естественных наук, отмечена особым знаком судьбы. Д сих пор нет единой точки зрения на ее «образ» как теоретической науки. Биология как бы существует одновременно в трех лицах, развивается в трех основных направлениях :
1) традиционная (натуралистическая) биология ;
2) физико - химическая биология ;
3) эволюционная биология.
Все эти направления научных поисков в биологии хотя и различаются по содержанию, но преследуют одну и туже цель _ познание феномена Природы и Жизни.
В настоящее время ведутся усиленные поиски объединяющего налога биологии и создания единой теории жизни.
31. Что является объектом изучения традиционной биологии ?
Объектом изучения традиционной биологии всегда была и остается живая природа в ее естественном состоянии.
(Эразм Дарвин - дед Ж. Дарвина).
32. Какие физико – химические методы применяются в биологии ?
Наиболее широкое применение в биологии получили : метод меченых атомов, методы рентгено-структурного анализа и электронной микроскопии, хромографические методы, спектральные методы и методы зондирования в тканях (ЯМР – томография, УЗИ – томография, оптические зоны и т.д.). Широкое использование компьютеров позволило автоматизировать экспериментальные установки и привело к созданию большого количества различных тонографов – компьютерной аппаратуры, позволяющей спокойно анализировать любой орган или клеточный организм, не нанося ему вреда.
33. Какие уровни организации живой материи вам известны ?
Все объекты живой и неживой природы по строению представляют собой системы, для которых характерно иерархическое соподчинение входящих в них элементов, т.е. структурных уровней организации. Самые элементарные из них относятся к области познания физики, - это электроны, протоны, другие элементарные частицы. Затем идут атомные уровни, молекулярные уровни, изучением которых занимается как физика, так и химия. За молекулярным уровнем следует субмолекулярный, - уровень исследования работы макромолекул, как единого целого ; и так далее, вплоть до уровня организмов и сообществ из них. Каждый нижележащий уровень располагается как бы в оболочке вышележащего уровня и сохраняет его особенности. Изучение каждого уровня организации живой материи должно иметь биологический смысл, т.е. должно быть направлено на изучение феномена жизни, а не просто структуры ее физико-химической организации.
34. В чем проявляются сильные и слабые стороны гипотезы Опарина ?
Одной из сильных сторон гипотезы Опарина является то, что она находится в соответствии с гипотезой эволюции добиологической (неживой) материи и зарождение жизни представлено в ней как закономерный процесс.
Вторая сильная сторона – возможность экспериментальной проверки основных положений гипотезы в лабораторных условиях. Но есть и слабые стороны гипотезы Опарина. Например, гипотеза Опарина допускала возможность самовоспроизведения доклеточных структур при отсутствии молекулярных систем с функциями генетического кода. В рамках гипотезы Опарина не удается объяснить главную проблему : причину того таинственного скачка от неживой материи к живой, который и знаменует собой начало жизни в том «земном» виде», в котором она нам известна.
35. Что нового (по сравнению с теорией Дарвина) содержится в синтетической теории эволюции ?
В 1930-1940 годах появилась на свет новая синтетическая теория эволюции. Она представляет собой синтез дарвинской концепции естественного отбора с генетикой и экологией. Существуют два основных отличий синтетической теории эволюции от теории Ч.Дарвина. Это, во-первых, признание в качестве элементарной единицы эволюции не организма и даже не вида, а местной популяции и, во-вторых, - выделение двух типов эволюции : микроэволюции и макроэволюции.
Макроэволюция (филогенез) – это эволюционные преобразования, протекающие в течение длительного исторического периода и приводящие к образованию надвидовых таксонов.
Микроэволюция доступна для непосредственного изучения в лабораторных условиях, макроэволюция – нет, вследствие ее исторической протяженности.
36. Какие типы изменчивы генов вам известны ?
На молекулярно-генетическом уровне существует несоклько механизмов изменчивости. Среди них – мутациитенов – механизм непосредственного преобразования самих генов, находящихся в конкретной хромосоме при сильном внешнем воздействии. При этом механизме порядок расположения генов в хромосоме не изменяется.
К другому типу механизмов можно отнести рекомбинацию генов, т.е. создание новых комбинаций генов, располагающихся в конкретной хромосоме. Это так называемая классическая рекомбинация генов, которая имеет место главным образом у высших организмов при половом процессе.
Существует еще один тип изменчивости генов – нереципрокная рекомбинация или неклассическая рекомбинация генов, при котором происходит увеличение общего объема генетической информации. Начало изучения этого механизма изменчивости было положено в 1952 году, когда П.Ледерберг и Н.Циндер открыли явление трансдукции генов, т.е. возможности переноса молекул ДНК не в «голом виде», как при трансформации, а в составе вирусов бактерий.
В последнее время этот вид рекомбинации был тщательно изучен. Было обнаружено несколько типов трансмиссивных генов, различающихся структурой генома и способом связывания с хромосомой клетки – хозяина.
37. Сколько типов метабомума обнаружено в живой клетке ? Что это за типы ?
Существует три типа обмена веществ (метабомума) :
1) Катабомум или диссимимяция – процесс расщепления сложных органических соединений, сопровождающийся выделением химической энергии при разрыве химических связей. Эта энергия запасается в фосфатных связях АТФ.
2) Анаболизм или ассимитяция – разветвленная система процессов биосинтеза сложных молекул с расходованием энергии АТФ.
3) Амфоболизм – процесс образования в ходе катобомума мелких молекул, которые затем участвуют в строительстве более сложных молекул.
38. На каком биологическом уровне происходит изучение особенностей структурной и функциональной организации организмов ?
Термин онтогенез был введен Э.Геккемм еще в 1886 году. Ученый подразумевал под ним рассмотрение особенностей структурной и функциональной организации отдельных организмов, - как многоклеточных, так и одноклеточных. другими словами, онтогенетический уровень – это уровень изучения организма как единого целого, системы, в которой все связано, все отрегулировано и все прекрасно работает.
39. Что такое биоценоз ?
Еще в 1877 году немецкий ученый гидробиолог К.Мебиус предложил понятие «биоценоз» для обозначения такой совокупности организмов, существование которых зависимо от абиотических (небиологических) факторов среды. Другое название биоценоза – сообщества. Биоценозы являются вторым уровнем организации и объединяют в себе несколько популяций. В свою очередь, биоценозы являются компонентами третьего надорганизменного уровня – биогеоценозов, которые характеризуются как определенными биологическими, так и абиолическими факторами среды.
40. Кто является основоположником учения о биосфере ?
В науке появилось представление о существовании на нашей планете некоего пространства, где есть жизнь. Из всех терминов, предложенных для обозначения этого пространства укоренился один – биосфера, автором которого был австрийский ученый Э.Зюсс (1875г.). В течение всей жизни он уточнил и дополнил определение термина биосфера и в 1919 году описал биосферу как «совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли».