Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Информатики,финансов и права



Информатики,финансов и права

 

 

Алексеев С.И.

 

Концепции современного естествознания

 

 

Москва 2003


УДК 5

ББК 20

А 474

 

Алексеев С.И. «Концепции современного естествознания »/ Мос- ковский международный институт эконометрики, информатики, финан- сов и права. –М., 2003. – 52 с.

 

Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образова- нию в области антикризисного управления в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специаль- ности 351000 «Антикризисное управление» и другим экономическим специальностям.

 

Ó Алексеев С.И., 2003

© Московский международный институт эконометрики, информатики,

финансов и права, 2003


СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение ........................................................................................................... 4

 

1. Единство науки и научный метод. ............................................................ 5

 

2. Естественнонаучный подход к изучению природы................................. 5

 

3. Дифференциация и интеграция знаний. ................................................... 9

 

4. Механистическая картина мира .............................................................. 10

 

5. Электромагнитная картина мира ............................................................. 12

 

6. Революция в естествознании XIX-XXв.в. ............................................ 14

 

7. Концепция относительности пространства и времени. ........................ 16

 

8. Концепция необратимости и термодинамика. ....................................... 17

 

9. Концепция синергетики............................................................................ 20

 

10. Концепция атомизма............................................................................... 21

 

11. Концепции биологических систем. ....................................................... 27

 

12. Концепции экологии ............................................................................... 39

 

13. Концепции химических структур.......................................................... 45

 

14. Основные физические постоянные ....................................................... 46

 

15. Приставки для образования кратных и дольных единиц.................... 46

 

16. Вопросы по курсу «Концепции современного естествознания». ..... 47

 

17. Словарь терминов. .................................................................................. 49

 

18. Литература. .............................................................................................. 51

 

18.1 Основная литература ......................................................................... 51

 

18.2 Дополнительная литература ............................................................. 51


Введение

 

 

Курс «Концепции современного естесвознания» имеет важное зна- чение для формирования научного мировоззрения и общей культуры студентов. Современное представление об окружающей среде, фунда- ментальные законы, объясняющие гармоничность картины мира, раз- личные подходы к пониманию явлений природы в их историческом раз- витии, современный системный метод анализа действительности явля- ются предметом курса.

Системный подход, получивший широкое распространение в по-

следнее время, предполагает целостный охват изучаемых процессов и явлений в их взаимосвязи и взаимодействии с другими явлениями. Та- кой подход «стирает» грани между различными науками, способствуя сближению различных точек зрения гуманитариев и естествоиспытате- лей на одни и те же явления; позволяет сделать естественнонаучные ме- тоды общенаучными.

Основой системного метода являются концепции эволюции и само- организации, позволяющих с единых позиций объяснить принципы ор- ганизации всего сущего на Земле, строение и динамику поведения раз- личных систем.

 

 

Ключевые термины

 

 

Š Картина мира

Š Системный подход


Единство науки и научный метод.

 

Научный метод представляет собой воплощение единства всех форм знаний. Познание в естественных, технических, социальных и гу- манитарных науках в целом совершается по некоторым общим принци- пам и правилам.Это свидетельствует, во-первых, о единстве всех наук, а

во-вторых - об общем, едином источнике познания, которым служит ок-

ружающий нас объективный реальный мир: природа и общество.

 

 

Методы познания

( по степени обоснованности )

 

Статистические Вероятностные Индуктивные Дедуктивные

 

Методы познания

( по механизмам обобщения )

 

 

  Аналитические Моделирования  
  Синтетические Генерализации  
  Идеализации Типологизации  
Логические Классификации
               

 

Ключевые термины

Š Научный метод

Š Единство науки

 

Постановка задачи.

 

 


X ¢¢(t ) =C

X (0) = X 0


 

(1) Уравнение движения тела

 

(2) Начальная координата тела


X ¢(0)


=V0


 

(3) Начальная скорость тела


 

 

Требуется определить:зависимость x=x (t)

 

 

Решение задачи.

 

Интегрируем правую и левую часть уравнения (1) по времени:


 

Левая часть:


òX ¢¢(t )dt =


X ¢(t )


 

 

Правая часть:


òCdt


 

= Ct


 


 

ство


 

Очевидно, что с точностью до константы


C1 выполняется равен-


X ¢(t )


=Ct


+C1 (4)


 

 

лить


Используя уравнение (4) и начальное условие (2), можно опреде-

C1 :


X ¢(0)


=V0


=C1


Тогда уравнение (4) примет вид


X ¢(t )


=V0


+ Ct


 

(5)


Аналогично, интегрируем правую и левую часть уравнения (5) по времени:


 

Левая часть:


òX ¢(t )dt =


 

X (t )

 

2


 

Правая часть:


ò (V0


+ Ct )dt


=V0t+Ct 2


 

 


Очевидно, что с точностью до константы C2

во


выполняется равенст-


X (t ) = V t + Ct2


 

+ C2


 

(6)


 

лить


Используя уравнение (6) и начальное условие (3), можно опреде-

C2:


X(0) =


X0 =C2


Тогда уравнение (6) примет окончательный вид


 

0 0
X (t ) =


X + V t + Ct2


 

2 (7)


 

 

Вывод- найденное решение (7) задачи позволяет однозначно

определить координату движущегося тела в любой момент времени ( в


 

том числе при


t < 0 ).


 

 

Этот вывод, полученный в результате решения частной задачи,

положен в основу детерминистского подхода к описанию механических процесссов ( и не только механических ) и является одним из основных принципов построения классической ( механистической ) картины мира.

 

Характерные особенности механистической картины мира:

a) Bсе состояния механического движения по отношению ко времени одинаковы ( следствие обратимости времени ).

b) Все механические процессы являются детерминированными, т.е.точно и однозначно определенными предыдущим состоянием (слу- чайность при этом полностью исключается).


c) Пространство и время независимы, имеют абсолютный характер и

не связаны с движением тел.

 

 

Использование принципов механистической теории в других нау- ках привело к появлению фатализма- концепции неизбежности, пред- решенности всех событий в будущем.

 

Ключевые термины

Š Обратимость времени

Š Детерминированный процесс

Š Независимый процесс

Š Инерциальные системы

Š Макромир

Š Механистическая картина мира

Š Концепция фатализма

 

 

Концепция синергетики

 

 

Немецкий физик Г. Хакен ( род. 1927г. ) назвал синергетикойпроцессы самоорганизации, происходящие в лазере (в переводе с древ- негреческого cинергетика означает совместное действие или взаимодей- ствие ).

 

 

Системах

1) Процессы самоорганизации идут только в открытых систе-

мах, т.к. закрытые системы в соответствии с законами термодинамики имеют конечным итогом хаос (максимальный беспорядок ) или дезорга- низацию.

2) Система должна находиться достаточно далеко от точки термодинамического равновесия (в этой точке система имеет макси- мальный беспорядок ), из которой выход затруднен.

3) Упорядочивание структуры системы (организация нового по-

рядка ) происходит засчет незначительных отклонений ( флуктуаций ) от первоначального состояния, возрастанию амплитуды флуктуаций с те- чением времени, постепенного расшатывания прежнего порядка и в ре- зультате установлению нового порядка (принцип образования порядка через флуктуации ). Такой процесс методичной раскачки системы, со- провождающийся возрастанием амплитуды флуктуаций, свидетельству-

ет о наличии в системе положительных обратных связей.

4) Отличительная черта математических моделей, описывающих открытые системы и процессы самоорганизации- их существенная не-

линейность.Нелинейные математические уравнения являются более адекватными реальным системам.

 

Ключевые термины

Š Синергетика Š Точка термодинамического равновесия
Š Флуктуации Š Нелинейная термодинамика
Š Порядок Š Принцип образования порядка
Š Самоорганизация Š Нелинейные уравнения
Š Обратная связь Š Положительная обратная связь

Концепция атомизма.

 

Объяснения, при которых свойства сложных веществ или тел пы- таются свести к свойствам более простых элементов или составных час- тей, называют редукционистскими.

Атомизмом принято считать подход к объяснению процессов,

происходящих во Вселенной, связанный с поиском мельчайших недели-

мых частиц, определяющих состав, свойства и структуру всего сущего.

Долгое время такой частицей считался атом( в переводе с грече-

ского неделимый ), однако в начале ХХ века английские физики

Э.Резерфорд и Ф.Содди, исследуя радиоактивные превращения химиче-

ских элементов, доказали, что атом не является неделимым.

Поиск первичных фундаментальных частиц, названных впоследст-

вии элементарными, привел к открытию электрона (1897), протона (1919), фотона (1900 ), нейтрона (1932), позитрона (1932 ), нейтрино (1932 ), антипротона

(1955 ), антинейтрона (1956), промежуточных бозонов (1983). В

1970-80г.г. речь идет уже о семействах «странных», «очарованных»,

«красивых» элементарных частиц.

Общие сведения об элементарных частицах.

Ядерная физика изучает структуру и свойства атомных ядер. Она исследует также взаимопревращения атомных ядер происходящие в ре- зультате как радиоактивных распадов, так и различных ядерных реак-

ций. К ядерной физике тесно примыкают физика элементарных частиц,

физика и техника ускорителей заряженных частиц, ядерная энергетика.

Ядерно-физические исследования имеют огромное чисто научное значение, позволяя продвигаться в понимании строения материи, и в то

же время чрезвычайно важны в практическом отношении (в энергетике,

медицине и т. д.).

Элементарные частицы - первичные, неразложимые частицы, из которых, по предположению, состоит вся материя. В современной физи-

ке этот термин обычно употребляется не в своём точном значении, а в

менее строгом - для наименования большой группы мельчайших частиц материи, подчинённых условию, что они не являются атомами или атомными ядрами, за исключением протона. К элементарным частицам относятся: протоны, нейтроны, электроны, фотоны, пи-мезоны, мюоны, тяжёлые лептоны, нейтрино трёх типов, странные частицы (К-мезоны), гипероны), разнообразные резонансы, мезоны со скрытым очарованием,

«очарованные» частицы, промежуточные векторные бозоны и т. п. - все-

го более 350 частиц, в основном нестабильных. Их число продолжает расти по мере расширения наших знаний. Большинство перечисленных частиц не удовлетворяет строгому определению элементарности, по- скольку являются составными системами. Общее свойство всех этих частиц заключается в том, что они представляют собой специфические формы существования материи, не ассоциированной в ядра и атомы.


Массы большинства элементарных частиц имеют порядок величи-

ны массы протона, равной ~1,7*10 -24 г. Размеры протона, нейтрона, пи- мезона, и других адронов - порядка 10 -13 см, а электрона и мюона не определены, но меньше ~10 -16 см. Микроскопические массы и размеры

элементарных частиц обуславливают квантовую специфику их поведе- ния. Наиболее важное квантовое свойство всех элементарных частиц - способность испускаться и поглощаться при взаимодействии с другими частицами.

Характеристики элементарных частиц. В зависимости от време-

ни жизни частицы делятся на стабильные (электрон, протон, фотон и нейтрино), квазистабильные (распадающиеся при электромагнитном и слабом взаимодействиях, время их жизни больше 10 -29 с) и резонансы (частицы, распадающиеся за счёт сильного взаимодействия, типичное время жизни ~10 -22-10 –24 с).

Общими для всех элементарных частиц характеристиками явля-

ются масса, время жизни, электрический заряд, спин и др.

 

 

Элементарные частицы - характеризуются моментом импульса. Согласно квантовой механике, момент импульса системы может прини- мать не любые, а дискретные значения, его скачки равняются постоян- ной Планка, поэтому его измеряют в единицах этой постоянной (дис- кретность возможных значений момента совершенно незаметна в обыч- ной жизни, поскольку постоянная Планка очень мала). Момент, изме- ренный в таких единицах, называется спином. Спин может принимать целые или полуцелые значения. В соответствии опять же с квантовой механикой проекция момента на какую-либо ось тоже имеет дискретные значения. Разумеется такая дискретность находится далеко за пределами измерительных возможностей обычной механики. Иное дело -объекты микромира, для них дискретность значений вектора момента и его про- екций играет существенную роль.

Характеристики элементарных частиц, принимающие дискретные значения, принято называть квантовыми числами. Различают спиновое,

орбитальное, магнитное и другие квантовые числа.

Помимо указанных величин, элементарные частицы дополнитель-

но характеризуются ещё рядом квантовых чисел, которые называются внутренними. Это барионный и лептонный заряды, чётность, а также кварковые ароматы - характеристики, определяющие тип кварка, такие как изоспин, странность, «очарование», «красота», цвет. Внутренние квантовые числа вводятся для того, чтобы формализовать закономерно- сти, экспериментально наблюдаемы в процессах, происходящих в мик- ромире.

Истинно элементарные частицы. На сегодняшний день с теоре- тической точки зрения известны следующие истинно элементарные час- тицы (на данном этапе развития науки считающиеся неразложимыми)_ частицы: кварки и лептоны (эти разновидности относятся к частицам


вещества), кванты полей (фотоны, векторные бозоны, глюоны), а также частицы Хиггса.

Каждая из пар лептонов объединяется с соответствующей парой кварков в четвёрку, которая называется поколением. Свойства частиц повторяются из поколения в поколение, отличаются лишь массы: второе

тяжелее первого, третье тяжелее второго. Предполагается, что в природе встречаются в основном частицы первого поколения, а остальные можно создать искусственно на

ускорителях заряженных частиц или при взаимодействии космических

лучей в атмосфере.

Кроме имеющих половинный спин частиц вещества, к истинно элементарным частицам относятся частицы со спином 1. Это кванты по-

лей, создаваемых частицами вещества. Массивные W-бозоны являются переносчиками слабых взаимодействий между кварками и лептонами. Глюоны - переносчики сильных взаимодействий между кварками. Как и

сами кварки, глюоны не обнаружены в свободном виде, но проявляются

на промежуточных стадиях некоторых реакций. Теория кварков и глюо-

нов называется квантовой хромодинамикой.

Частица с предполагаемым спином 2 - это гравитон, его существо- вание предсказано теоретически, но обнаружить его будет чрезвычайно трудно, так как он очень слабо взаимодействует с веществом.

Наконец, к истинно элементарным частицам относятся частицы

Хиггса, или Н-мезоны, и гравитино, они не обнаружены нба опыте, но

их существование предполагается во многих современных теоретиче-

ских моделях.

Антивещество. У многих частиц существуют двойники в виде ан-

тичастиц, с теми же массой, временем жизни, спином, но отличающиеся

знаками всех зарядов: электрического, барионного, лептонного и т. д. (электрон-позитрон, протон-антипротон и др.). Существование античас-


тиц было впервые предсказано


в 1928 г. английским физиком-


теоретиком П. Дираком. Из уравнения Дирака для релятивистского дви-

жения электрона следовало второе решение для его двойника, имеющего

ту же массу, но положительный электрический заряд.

Характерная особенность поведения частиц и античастиц - их ан-

нигиляция при столкновении. Типичный пример -взаимоуничтожение электрона и позитрона с выделением энергии при рождении двух фото- нов.

В сильных и электромагнитных взаимодействиях имеется полная симметрия между частицами и античастицами - все процессы, проте- кающие с первыми, возможны и аналогично для вторых. Подобно про- тонам и нейтронам их античастицы могут образовывать антиядра. В принципе можно представить себе и антиатомы, и даже большие скоп- ления антивещества.

Классификация условно элементарных частиц. В соответствии с четырьмя видами фундаментальных взаимодействий различают соответ-


ственно четыре вида элементарных частиц: адроны, участвующие во всех взаимодействиях, лептоны, не участвующие только в сильном (а нейтрино в электромагнитном), фотон, участвующий только в электромагнитном взаи- модействии, и гипотетический гравитон - переносчик гравитационного взаи- модействия.

Адроны - общее название для частиц, наиболее активно участвую- щих в сильных взаимодействиях. Название происходит от греческого слова «сильный, крупный». Все адроны делятся на две большие группы - барионы и мезоны.

Барионы - это адроны с полуцелым спином. Самые известные их них - протон и нейтрон. Одним из свойств барионов, отличающим их от других частиц, можно считать наличие у них сохраняющегося барион- ного разряда, введённого для описания опытного факты постоянства во всех известных процессах разности между числом барионов и антиба- рионов.

Мезоны - адроны с целым спином. Их барионный заряд равен ну- лю. Адронов насчитывается около 350. Большинство их них крайне не- стабильны и распадаются за время порядка 10 -23 с. Столь короткоживу- щие частицы не могут оставить следов в детекторах. Обычно их рожде- ние обнаруживают по косвенным признакам. Например, изучают реак- цию ааннигиляции электронов и позитронов с последующим рождением адронов. Изменяя энергию столкновения, обнаруживают, что при каком-

то её значении выход адронов резко увеличился. Данный факт можно объяснить тем, что в промежуточном состоянии родилась частица. По- том она мгновенно распадается на другие адроны, которые и регистри- руются. Такие короткоживущие частицы называются резонансами. Большинство барионов и мезонов - резонансы.

 

 

Особенности элементарных частиц:

1) малые размеры и масса;

2) cпособность рождаться и уничтожаться ( аннигилировать ) при взаимодействии с другими частицами.

Виды взаимодействиймежду элементарными частицами:

1) cильные;

2) электромагнитные;

3) слабые;

4) гравитационные.

Выделены две большие группы элементарных частиц: адроны, ко- торые могут участвовать в сильном, электромагнитном и слабом взаи- модействии; и лептоны, участвующие только в электромагнитном и

слабом взаимодействии. В эти группы попадают все элементарные час-

тицы за исключением фотона.

Кроме того у элементарных частиц выделяют индивидуальные характеристики:

1) массу частицы;


2) время жизни;

3) спин;

4) электрический заряд;

5) магнитный момент.

По современным представлениям все адроны состоят из кварков-

дробнозаряженных фундаментальных частиц и антикварков. У всех эле- ментарных частиц существуют античастицы, которые обладают проти- воположным электрическим зарядом и магнитным моментом по сравне- нию с соответствующей элементарной частицей.

Современный подход к изучению строения материи основывается

не на поиске последних, неделимых частиц, а на выявление их внутрен-

них связей для объяснения целостных свойств макрообразований. Даль-

нейший прогресс в познании фундаментальных свойств материи следует

по-видимому ожидать в результате объединения концепций атомизма

( дискретности ), целостности ( системности ) и системного анализа.

 

Строение атома

 

 

Атом

 

Атомное ядро Атомная оболочка

 

 


нуклоны ( A )


 

Электроны


протоны нейтроны( A )

( Z ) ( A-Z )

 

 

A K


Обозначение атома: Z


, где K- символ элемента;


Z- заряд ядра ( число протонов в ядре);

А- массовое число ( число нуклонов в ядре). Изотопы- разновидности атомов одного элемента, ядра которых содер- жат различное число нейтронов.

Радиоактивный распад- превращение атомов в атомы других эле-

ментов, сопровождающееся излучением


1. Условие стабильностиядер элементов:


N»1+0.015*A2/3, A<250

Z


 

4He


2.a-излучение:излучаются положительно заряженные ядра 2 ,

которые могут отклоняться электрическим и магнитным полем.


AK®A-4K


+4 a


Закон a-распада:Z 1


Z -2 2 2


226 Ra®


222Rn+4a


Пример: 88


86 2


3.b--излучение:излучаются электроны, которые могут отклоняться

электрическим и магнитным полем.


AK®


AK+0e


 

Закон


b--распада:Z 1


 

e
- 1
Z+1 2 -1


P b ®
214

Пример: 82


214 Bi + 0


 

 

4.b+ -излучение:излучаются позитроны, которые могут отклоняться

электрическим и магнитным полем.


AK ®


AK + 0


 

Закон


 

b+ -распада:Z 1


 

e
+ 1
Z-1 2


+1e


P ®
30

Пример: 15


30 Bi+ 0


 

5.g-излучение:излучаются g-кванты, которые не могут отклонять-

ся электрическим и магнитным полем. При этом ядро атома из возбуж-

денного состояния переходит в состояние с меньшей энергией, заряд яд-

ра и массовое число не меняются. g-излучение сопутствует a- и

b -распадам

Ключевые термины

Š Атомизм Š Элементарные частицы

Š Редукционизм Š характеристики элементарных
Š Распад частиц   частиц
Š Античастицы Š Индивидуальные характеристики
      элементарных частиц

Š Аннигиляция ŠТипы фундаментальных взаимодействий

Š Адроны Š Нуклоны  
Š Лептоны Š Кварки  
Š Время жизни Š Квантовые числа
Š Спин Š Позитрон
Š Магнитный момент Š Фотон
             

Тем


Система без обратных связей

 

X (t) y(t)

k y(t)=kx(t)


 

 

где х(t)-воздействие на систему ;

у(t)-отклик ( реакция системы );

k-коэффициент передачи системы.


Если система линейна, то формы y(t) и x(t) одинаковы,- система функционирует как преобразователь воздействия без искажения его формы. При этом понятие формы может быть отнесено как к временной зависимости воздействия и отклика системы, так и к их законам распре- деления. В нелинейных системах формы y(t) и x(t) неодинаковы.

 

 

2. Система с положительной обратной связью ( ПОС ).

 


x(t) e(t) к y(t)


 

 

y(t)=k +x(t)


+

z(t) m

 

 

где х(t)-воздействие на систему- «входной сигнал » системы;

у(t)-отклик ( реакция системы )- «выходной сигнал» системы;

k -коэффициент передачи системы ( без обратной связи );

m-коэффициент обратной связи;

z(t)- отклик системы по каналу обратной связи- «сигнал обратной связи» системы;

k +-коэффициент передачи системы, охваченной положительной обратной связью .

Определим связь коэффициентов передачи в системе без обратной

связи и в системе с положительной обратной связью.

 

 

В системе c ПОС выполняются следующие соотношения:

 

 

e(t)=x(t)+z(t) ; y(t)=ke(t) ; z(t)=my(t),


 

откуда следует, что k +=


 

y(t )

x(t )


k

=1-mk.


Полученное соотношение показывает, что в системах с положительной обратной связью коэффициент передачи системы возрастает по сравне- нию с коэффициентом передачи системы без обратной связи. Кроме того


k + в предельном переходе ( m ®0


) обращается в


k. ( Принцип до-


Таблица. Aминокислоты, входящие в состав белков.

Группа аминокислот Аминокислота Сокращенное название аминокислотного остат- ка Строение
Алифатические Глицин Gly H-
Аланин Ala CH3-
Валин Val (CH3)2CH-
Лейцин Leu (CH3)2CH-CH2-
Изолейцин I le CH3-CH2-CH- I CH3
Содержащие (ОН- ) группу   Содержащие (СООН-) группу Серин Ser HO-CH2-
Треонин Thr CH3-CH(OH)-
Аспарагиновая Asp НООС-CH2-
Глутаминовая Glu НООС-СН2-СН2-
Содержащие (NH2CO-) группу Аспарагин Asn NH2CO-CH2-
Глутамин Gin NH2CO-CH2-CH2-
Содержащие (NH2-) группу Лизин Lys NH2-(CH2)3-CH2-
Аргинин Arg NH2-C-NH-(CH2)2- CH2- II NH
Cодержащие S- группу Цистеин Cys HS-CH2-

 

  Метионин Met CH3-S-CH2-CH2-
Ароматические Фенилаланин Phe     -C H 2-
  Тирозин Tyr   OH СН2
Гетероцикличе- ские Триптофан Trp -CH2-     N H
Гистидин His N -CH   N H
Иминокислота Пролин Pro     -COOH   N- H

 

 

Неполярные боковые цепи стремятся объединиться друг с другом и

  - --
не раствориться в воде, образуя гидрофобное объединение. Таким образом,

при расправлении этой определенной цепи она вновь скрутится единствен- ным, присущим только ей образом. Если заменить хотя бы один атом или одну аминокислоту в полипептиде, получится молекула с другой структу- рой и другими свойствами.

Образование структуры означает уменьшение энтропии, тогда как вне белковой структуры энтропия должна скомпенсировать это локальное уменьшение и возрасти. При образовании водородной связи происходит вы- деление энергии в окружающую среду, и она рассеивается. Водородная связь возникает между пептидными связями цепи: -N-H...O-C, и она оп- ределяет вторичную структуру белка. Эта конфигурация кажется хаотич- ным нагромождением атомов, но точное повторение ее формы в миллиар- дах молекул указывает на наличие упорядоченности.

При выполнение определенных функций спираль изгибается, свора-

чивается о образует глобулу (третичную структуру). При этом основную роль играет кулоновское взаимодействие между электрическими зарядами частей цепи, а также установление водородной связи между пептидными группами разных частей спирали. Спираль изгибается, часть энергии вы- деляется в окружающее пространство, и маловероятно, чтобы энергия вновь вернулась. Пример тому - денатурация белка при варке яйца, когда разрушаются все возникшие структуры.

Важную роль играет гидрофобное взаимодействие частей цепей тре-

тичной структуры. Аминокислотные остатки содержат массивные угле-

водородные части, которые ведут себя подобно капелькам масла в воде.

Образуются окружающие молекулы "ловушки", создается структура, и


энтропия локально уменьшается. Естественное направление процессов оказывается таким, что маслоподобные части молекул оказываются скры- тыми от воды в глубинах структур белка, а водоподобные - обращаются к воде, растворителю.

Простейшая животная клетка содержит всего 5000 различных видов белков. Одни из них похожи на волокна и служат материалом для кле-

точных стенок, перегородок и мембран; другие - настолько гибки, что скручиваются в клубки, они очень активны и способны перемещаться, из них состоит почти все студнеобразное пространство клеток. Это актив-

ные глобулярные белки. Они могут участвовать в химических реакциях, обеспечивающих рост. Такое сложное строение белков позволяет им осуществлять многообразные операции.

Аминокислоты входят в состав и других макромолекул - нуклеино- вых кислот. Нуклеотиды, представляющие собой элементы нуклеиновых кислот, бывают четырех типов: цитонин, гуанин, тимин и аденин. На са- мом деле звеньями цепи являются пары Ц с Г и А с Т. Поэтому вместо цепи удобнее использовать образ лестницы, составленной из ступенек ЦТ, ГЦ, ТА и AT, которые следуют друг за другом в определенном по- рядке. Эта лестница еще и закручена в спираль, поэтому она, скорее, по- хожа на винтовую лестницу со ступеньками из пар нуклеотидов. В жи- вых клетках эти цепи очень длинные, содержат до ста миллионов пар в ряд. В клетке они свиты в плотный клубок. У человека длина такой вин- товой лестницы в размотанном состоянии достигает нескольких метров, и это только одна молекула. Отсюда можно понять огромность числа возмож- ных вариантов расположения молекул в ДНК. Только из четырех звеньев таких вариантов может быть до ста миллионов.

Каждый организм развивается из одной оплодотворенной яйцеклет-






Читайте также:

  1. D. ПРАВА НА ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ
  2. D. ПРАВА, ОХВАТЫВАЕМЫЕ АВТОРСКИМ ПРАВОМ
  3. E. Лица, участвующие в договоре, для регулирования своих взаимоотношений могут установить правила, отличающиеся от правил предусмотренных диспозитивными нормами права.
  4. H. Обособление права публичного и частного в эпоху Великих реформ. - Судебные уставы императора Александра II. - Закон и суд
  5. I. ПРАВА, ВЫТЕКАЮЩИЕ ИЗ РЕГИСТРАЦИИ ТОВАРНЫХ ЗНАКОВ
  6. IV. Ликвидация крепостного права.
  7. J. НАРУШЕНИЕ ПРАВА НА ТОВАРНЫЙ ЗНАК, КОНТРАФАКЦИЯ И ПОДДЕЛКА ЭТИКЕТОК И УПАКОВКИ
  8. А. Бытовая рознь и признаки личной или племенной системы в истории нашего права. - Черты прошлого в современном праве. - Сходство и общность права
  9. Абсолютный идеализм и философия права Г.В.Ф. Гегеля
  10. Авторские и смежные права в системе интеллектуальной собственности
  11. Авторское право и смежные права
  12. Административно-процессуальное право: предмет, метод и задачи. Источники административно-процессуального права. Система а-п права. Административно-процессуальные нормы в системе норм права.


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 72; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.32 с.) Главная | Обратная связь