Морозова Елена Германовна , кандидат химических наук Введение в естествознание (учебное пособие) Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, священник Константин Буфеев Учебное пособие представляет собой курс естествознания, который может быть использован в системе высшего гуманитарного и среднего общего образования.
Влияние давления очень напоминает эффект изменения концентраций реагирующих веществ, но сказывается только на газовых системах. Общее положение о влиянии давления на химическое равновесие формулируется следующим образом: При увеличении давления равновесие смещается в сторону уменьшения количеств газообразных веществ, т. е. в сторону понижения давления: при уменьшении давления равновесие смещается в сторону возрастания количества газообразных веществ, т. е. в сторону увеличения давления.
Энергия активации в отсутствие катализатора Энергия активации в присутствии катализатора Реагенты Продукты Координата реакции Рис. 4.
Уменьшение энергии активации реакции с помощью катализатора. Химическая кинетика, изучающая протекание процессов во времени, указывает на существование энергии активации, необходимой для протекания любого химического процесса, т. е. минимального избытка энергии, которым должны обладать частицы реагента для осуществления химического превращения (рис. 4).
Эта закономерность указывает на существование для каждого явления большей причины, наибольшую из которых христианское мировоззрение видит в Творце. Знание особенностей химической кинетики, которая устанавливает зависимость хода химических процессов от множества структурно-кинетических факторов: строения исходных веществ, их концентрации, наличия катализаторов и других добавок, способов смешения реагентов, материалов и конструкций оборудования и т. д.
, является необходимым условием управления химическими процессами. Только целенаправленное воздействие на основе знания о процессах позволяет получать вещества с заранее заданными свойствами. Об этом свидетельствует огромный опыт создания современных технологий. Это лишает всякого основания идеи эволюционной химии, основанные на вере в возможность «самопроизвольного (без участия человека)
синтеза новых химических соединений с заданными свойствами, являющихся более сложными и высокоорганизованными продуктами по сравнению с исходными веществами» [1] и возникновения из неорганической материи органической, а вместе с нею и жизни. Рассмотрению базовых элементов мира живого посвящена следующая глава. Глава 4 НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ Структурные уровни живого Биология — это наука о живом.
К числу свойств живого обычно относят следующие: а) сложность, упорядоченность структуры, б) получение энергии извне (значительная часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию), в) активное реагирование на окружающую среду (Если толкнуть камень, то он пассивно сдвигается с места. Если толкнуть животное, оно отреагирует активно: убежит, нападет или изменит форму.
Способность реагировать на внешние раздражения — универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных), г) способность к самовоспроизведению (причем потомство и похоже, и в то же время чем-то отличается от родителей), д) пособность живых организмов передавать потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения. Эта информация содержится в генах — единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет направление развития организма. Вот почему потомки похожи на родителей. Однако эта информация в процессе передачи несколько видоизменяется, искажается. В связи с этим потомки не только похожи на родителей, но и отличаются от них. Обобщая сказанное выше, можно сказать, что все живые организмы, в отличие от неживых тел, питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе. Структурный или системный анализ обнаруживает, что мир живого чрезвычайно многообразен, имеет сложную структуру. На основе разных критериев могут быть выделены различные уровни. Каждому уровню соответствует биологическая система. Биологическую систему составляют биологические объекты разной степени сложности, имеющие несколько уровней организации. Представляя собой совокупность взаимосвязанных элементов они, обладают свойствами целого. Ниже приводятся определения основных уровней организации биологических систем. Популяционно-видовой уровень образуется свободно скрещивающимися между собой особями одного и того же вида. Организменный и тканевый уровни отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также различные внутриклеточные включения. Клеточный или субклеточный уровни отражают процессы специализации клеток, а также различные внутриклеточные включения. Молекулярный уровень составляет предмет молекулярной биологии, одной из важнейших проблем которой является изучение механизмов передачи генной информации. Клетка как первокирпичик живого Клетка является первокирпичиком живого. Многочисленные исследования в области цитологии — биологической науки, специально занимающейся исследованием живой клетки, показали, что все клетки имеют некоторые общие свойства не только в строении, но и в функциях. Так, клетки осуществляют обмен веществ, способны к саморегуляции своего состояния, могут передавать наследственную информацию. Вместе с тем выяснилось, что клетки весьма многообразны. Они могут существовать как одноклеточные организмы (амебы), а также в составе многоклеточных. У клеток разный срок существования. Так, некоторые клетки пищевода отмирают у человека через несколько дней после появления, а срок жизни нервных клеток может совпадать с продолжительностью жизни человека.