9)2Ой закон термодинамики. Возрастания энтропии в закрытых системах.

Открытие второго начала связано с анализом работы тепловых машин и в первой формулировке Клаузиуса он звучал: "Переход теплоты от более холодного тела к более теплому, не может иметь место без компенсации". С учётом введённого в термодинамику понятия энтропии как меры беспорядка К. снова сформулировал второй закон: энтропия замкнутой системы, т.е., которая не обменивается с окружающей средой ни энергией, ни веществом, постоянно возрастает. А это означает, что такие системы эволюционируют в сторону увеличения в них беспорядка, хаоса и дезорганизации, пока не достигнут точки равновесия, в которой всякое производство работы невозможно. К. рассматривает круговые обратимые процессы и указывает, что в простом круговом процессе совершаются два вида превращений: переход теплоты в работу и переход теплоты более высокой температуры в теплоту более низкой температуры. Оба эти превращения - «явления одинаковой природы» и в обратимом процессе могут замещать друг друга.

10)Системный подход в СЕ. В совр. науке в основе представлений об устройстве материального мира лежит системный подход. Под системным подходом понимают метод исследования окружающего мира, при котором интересующие нас предметы и явления рассматриваются как части или элементы целостного образования.  Эти части и элементы, взаимодействуя друг с другом, формируют новые свойства системы, отсутствующие у каждого из них в отдельности. Т.о. мир с точки зрения сист. подхода -совокупность систем разного уровня, находящихся в отношениях иерархии.  В современной науке в основе представлений о строении материального мира лежит именно системный подход, согласно которому любой объект материального мира может быть рассмотрен как сложное образование, включающее составные части,организованные в целое. Системы характеризуются:

Целостностью - свойства целого не сводятся к сумме свойств, составляющих его элементов.

Структурностью - система состоит их элементов, связанных между собой прямыми и обратными, положительными и отрицательными связями. В системе, можно выделить два типа элементов: управляющие и управляемые.Прямые связи характеризуют воздействие управляющих на управляемые, обратные связи, наоборот.

Иерархичностью - каждая система состоит из подсистем, служащими для нее элементами.

11)Синергетика – язык междисциплинарного общения. Роль хаоса и случайности.

Синергетика — междисциплинарное направление научных исследований, задача кот. изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем. Принципы, управляющие процессами самоорганизации, представляются одними и теми же и для их описания должен быть пригоден общий математический аппарат. Термин ввёл Герман Хакен.

Школы, в рамках которых развивается синергетический подход:

1. Брюссельская Ильи Пригожина, в которой разрабатывалась теория диссипативных систем, раскрывались исторические предпосылки и мировоззренческие основания теории самоорганизации;

2.Хакена-объединил большую группу учёных вокруг шпрингер. серии книг по синергетике, в рамках которой к настоящему времени увидели свет более 60 томов.

3. Математический аппарат теории катастроф для описания синергетических процессов разработан русс Арнольдом и фр.мат. Рене Тома.

4. В рамках школы академика Самарского разработана теория самоор. на базе матем.моделей и вычислительного эксперимента. В России вклад в развитие синергетики внесли академик Моисеев — идеи универсального эволюционизма и коэволюции.

От Запада синергетика берет традиции анализа, опору на эксперимент, общезначимость научных выводов и их транслируемость. От Востока воспринимает идею целостности и общего закона - единого пути Дао - которому следуют и мир в целом, и человек в нем.

Хаос -состояние сверхчувствительной системы к самым слабым флуктуациям, необходимое условие самоорганизации.

Основы философского анализа проблем «случайности» с позиций синергетики были разработаны Пригожиным, Хакеном. Традиционные интерпретации случайности оказались неспособными объяснять новые факты. «случайность» содействует обоснованию философско-научной картины мира, позволяет успешно интерпретировать многие открытия и факты современной науки. На примере исследования органических и неорганических систем выяснилось, что все нов. обязано случайной детерминации. Особо важную роль случайность играет в процессах, связанных с мутациями. Генератором разнообразия в живой природе является случайность. В мутагенезе случайная мутация закрепляется, наследуется, если потомство выживает и проходит естественный отбор. Случайные события существуют на каждом этапе и уровне эволюции. Любой вид всегда содержит в себе потенциальную изменчивость. Случайные мутации не имеют направленности и носят статистический характер. Сами генетические мутации могут вызываться статистикой физико-химических процессов в целом. В рамках ухудшения экологии на планете Земля. случайные флуктуации могут изменять физико-химические процессы в организме и создавать предпосылки для мутаци(радиоактивное излучение) Также случайные мутации могут возникать вследствие рекомбинации генов. Исходя из этого, можно говорить о случайности как о конструктивном факторе в эволюции живых систем. Случайность рассматривается не как исключение, а как общее правило в процессах самоорганизации. В синергетических процессах участвуют только открытые системы, которые обмениваются веществом, энергией и информацией. Только такие системы способны участвовать в процессах самоорганизации.

12)Признаки живого вещества по Вернадскому.

1. Огромная свободная энергия. активно взаимодействует с окружающей средой.

2. В живом ускоряется протекание химических реакций,объясняется действием ферментов.

3. Индивидуальные химические соединения, слагающие живое вещество, устойчивы только в живых телах

4. Живому присущи две формы движения: пассивная - размножение,

- активная - перемещение (..в этом максимальная экспансия жизни).

5. большее морфологическое и химическое разнообразие. (органических соединений - 2 млн., минералов - 2тыс.)

6. Органические вещества биогенного и абиогенного происхождения имеют существенные отличия. В биоорганическом мире полностью нарушена зеркальная симметрия (З-н хиральной чистоты).

7. Живое вещество представлено в биосфере в виде дисперсных тел - индивидуальных живых организмов.

8. Будучи дисперсным, живое вещество всегда представлено комплексами популяций разных видов, или биоценозами.

9. Живое вещество существует на Земле в форме непрерывного чередования поколений. Благодаря этому оказывается генетически связанным с живым веществом прошлых геологических эпох. «все живое из живого», обозначается как принцип Реди. В противоположность неживое в-во поступает в биосферу из космоса/вносится порциями из нижележащих оболочек планеты.

10. наличие эволюционного процесса. Воспроизводство живого вещества идет не по копирования предшествующих поколений, а путем новообразований на их основе. Общее направление эволюции живого вещества состоит в увеличении упорядоченности живых систем при накоплении свободной энергии.

13)Происхождение жизни. Теория Опарина-Холдейна. Она исходит из предположения о постепенном возникновении жизни на Земле из неорганических веществ путем длительной абиогенной (небиол)молекулярной эволюции.Для обоснования они рассматривают условия, существовавшие на планете несколько миллиардов л.н.: На начальных этапах истории Земля представляла раскаленную планету. Вследствие вращения при постепенном снижении I атомы тяжелых элементов перемещались к центру, а на поверхности концентрировались атомы

легких элементов (водорода, углерода, кислорода, азота). При дальнейшем охлаждении планеты появились химические соединения: метан, углекислый газ, аммиак, цианистый водород, кислород, азот и д р. Физич. и химич. св-ва воды и углерода позволили именно им выделится и оказаться у колыбели жизни.Сложилась и первичная атмосфера,после на ее месте образовалась вторая атмосфера, состоящая из наиболее химически активных газов. Снижение t обусловило переход газообразных соединений в жидкое и тв.состояние, т.е. образование земной коры. Из внт слоев Земли на поверхность выносилось много раскаленной массы, содержащей углерод. Она попадала в океан и образовывала углеводородные соединения. На поверхности накапливались

простейшие органические соединения и в конечном итоге под действием синтеза, энергии Солнца они образовали первичный бульон, в котором и смогла возникнуть жизнь.

14)Происхождение жизни. Теория панспермии. Теория вечности жизни.

Гипотеза была выдвинута Либихом и Рихтером в середине XIX века. По панспермии жизнь существует вечно и переносится с планеты на планету метеоритами.Существует несколько гипотез объясняющих появление жизни на Земле:

1. Креационизм - божественное сотворение живого;

2. многократного спонтанного зарождения жизни из неживого вещества (сторонником ее был Аристотель, который считал, что живое может возникать и в результате разложения почвы);

3. происхождения жизни в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам;

4. Концепция стационарного состояния- жизнь существовала вечно;

5. Концепция панспермии - внеземного происхождения жизни.

Жизнь занесена из космоса либо в виде спор микроорганизмов, либо путем «заселения» планеты разумными пришельцами. Либих считал, что атмосферы небесных тел, а также вращающихся космических туманностей можно рассматривать плантации органических зародышей, откуда жизнь рассеивается во Вселенной. В 1865 Рихтер выдвинул гипотезу космозоев (космических зачатков), в соответствии с которой жизнь является вечной и зачатки, населяющие мировое пространство, могут переноситься с одной планеты на другую. Для обоснования панспермии обычно используют наскальные рисунки. Сторонники же т.вечности жизни (де Шарден) считают, что не всегда существующей Земле некоторые виды вынуждены были вымереть или резко изменить из-за изменения внш условий. Согласно Шардену, в момент возникновения вселенной Бог слился с материей и дал ей вектор развития. Т.о. концепция тесно взаимодействует с креационизмом.

Теория креационизма. вечность созданной Богом жизни.

Основа– идея эволюции. Тейяр де Шарден-все в мире подвластно эволюции. (Альфа) дух или сознание,растворяясь в первичной материи, наделяет ее способностью к дальнейшему развитию, усложнению,движет по пути прогресса, вплоть до

возникновения жизни (биогенез), а затем по пути ее развития домыслящего существа (человека). После этого эволюция уже на уровне человеческого сознания (ноогенеза) и завершается христогенезом – постепенным совершенствованием человеческой личности( точкой Омега).Идеи Ш. близки синергетическому взгляду на мир. Появление чел.по Ш. также является необходимым звеном в эволюции жизни. Эволюция - возрастание психической энергии, на протяжении биогенеза мы наблюдаем постепенную цефализацию* Переход от ноогенеза к христогенезу еще только предстоит.

На возражения оппонентов он предлагал представить, насколько невероятна могла бы показаться эволюция человеческого сознания, когда по лесам бродили только дикие обезьяны.

15. Основные элементы и вещества, свойственные живым организмам. Уровни организации жизни. Более 96 % массы тела составляют: углерод, кислород, водород и азот.важное значение имеют сера и фосфор. Содержится в теле и др. элементы -металлы (магний, железо, медь, цинк, алюминий, свинец..) и немет. (хлор, йод, фтор, бром, кремний.Большинство эл-в находится в организме в ничтожных количествах(микроэл).«Скелетом» сложных молекул этих веществ являются длинные цепи атомов углерода, в связи с чем углерод можно считать важнейшим из химических элементов живого тела.Уровни биолог.организации: Молекулярный-уровень функционирования биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов, стероидов Клеточный -уровень клеток.Клетка - это структурная единица живого, функциональная единица, единица развития.Тканевый - изучается строение и функционирование тканей. Исследуется этот уровень гистологией и гистохимией.Органный - уровень органов многок.организмов. Изучают - анатомия, физиология, эмбриология.Организменный декодирование и реализация генетической информации, формирование признаков, присущих особям данного вида. Этот уровень изучается морфологией (анатомией и эмбриологией).

Популяционно-видовой - совокупностей особей -популяций и видов. изучаются генетические и экологические особенности популяций, элементарные эволюционные факторы и их влияние на генофонд (микроэволюция), проблема сохранения видов.

Экосистемный уровень организации - это уровень микроэкосистем, мезоэкосистем, макроэкосистем. изучаются типы питания, типы взаимоотношений организмов и популяций, динамика численности популяций.изучает экология.Биосферный Б.- это гигантская экосистема, занимающая часть географической оболочки Земли В биосфере происходит круговорот веществ и химических элементов, превращение солнечной энергии.

16)Значение клетки. Воспроизводство жизни.

Клетка— элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов.Клетки, подобно атомам,сходны друг с другом.Каждая содержит в середине ядро, которое плавает в «полужидкой» цитоплазме. Все заключено в клеточную мембрану. Основное в-во кл. — белки, молекулы которых содержат несколько сот аминокислот.клетка и нужна для аппарата воспроизводства, который находится в ее ядре.Попадающие в организм белки расщепляются на аминокислоты, которые затем используются им для построения собственных белков. Нуклеиновые кис-ты создают ферменты, управляющие реакциями. развития организма:

1) оплодотворение (слияние половых клеток 2) воспроизводство в клетке по данной матрице определенных веществ и структур;

3) деление клеток, в результате которого организм растет из одной оплодотворенной яйцеклетки.

два способа деления клеток. Митоз —деление клеточного ядра, при котором образуются 2 дочерних ядра с наборами хромосом (части ядер клеток), идентичными наборам родительской клетки. Мейоз—деление с образованием 4 дочерних ядер, каждое содержит вдвое меньше хромосом, чем исходное ядро. Первый способ характерен для всех клеток, кр. Пол.второй — для половых. При ДНК каждой хромосомы реплицируется. Воспроизводство себе подобных и наследование признаков осуществляется с помощью наследственной информации, материальным носителем которой являются молекулы ДНК.Носители информации — нуклеиновые кислоты — содержат азот и выполняют ф-ии: 1)самовоспроизв-е 2) хран. информации 3) реализация этой информации в нов. кл. Мономеры нукл. кислот несут информацию, по которой строятся аминокислоты (каждой аминокислоте, входящей в белок, соответствует определенный набор из трех мономеров НК —триплет).

18)История генетики,пример смены научной парадигмы.

Генетика прошла в своем развитии семь этапов.

1. Мендель (1822-84) открыл законы наследств-ти.2. Вейсман (1834-14) показал, что половые клетки обособлены от остального организма и поэтому не подвержены влияниям.3.Фриз (1848-35) открыл наследуемые мутации, как основу изменчивости. Предположил, что нов. виды из мутаций. Мутация — это частичное изменение структуры гена. Конечный эффект — изменение св-в белков, кодируемых мутантными генами. Появившийся в результате признак накапливается.4.Т Морган (1866-45) создал хромосомную т. наследственности:каждому биологическому виду присуще свое строго определенное число хромосом.5. Меллер в 1927 установил, что генотип изменятся под действием рентгеновских лучей.6. Бидл и Татум в 1941 выявили генетическую основу процессов биосинтеза.7. Уотсон и Крик - модель молекулярной структуры ДНК и механизма ее репликации. ДНК — носитель наследственной информации, выяснилось в с.40-х. Гене́тика-наука о закономерностях наследств-и и изм.« мы несем в себе информацию наших умерших предков, всей природы».Перед совр.ген. проблемы изучения сочетаний генов, их динамики (меняются ли признаки), поиска социально обусловленных генов.Т.о. биологи прежних лет строили исследования «сверху вниз»-организм разнимали на части, изучали отдельные клетки. Нов.биология, на принципах генетики, изучает простейшие компоненты живого организма и восходит на макро уровень. Ген-ка привела к смене научной парадигмы.Сегодня чел-во строит целые программ («Геном человека») - основная цель которых в прочтении наследственности ДНК чел. изучении сочетания генов, их динамики, функц-й. открытие генетики - прорыв в биологии. Совр.Молекулярная ген-ка-область на стыке молекулярной биол. и генетики. она вскрыла хим. природу в-ва наследственности, физико-хим.предпосылки хранения в клетке информации,точного копирования её для передачи в поколении.

18)Биологическая наследственность. ДНК и генетический код.

Наследственность - присущее всем организмам св-во повторять в ряду поколений одинаковые признаки и особенности развития; Обеспечивает преемственность морфологической, физиологической и биохимической организации живых существ, характера их индивидуального развития, или онтогенеза. Молекула ДНК - носитель кода, кот.управляет химизмом всего живого. Обеспечивает хранение, передачу и реализацию генет. программы. Роль ДНК -долговременное хранение информации о структуре РНК и белков. В клетках эукариот ДНК находится в ядре в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органоидах (митохондриях и пластидах).

С хим.точки зрения, ДНК —длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся нуклеотидов. Нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. Связи между нуклеотидами в цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы.Генетический код — свойственный всем живым организмам способ кодирования аминок-й последовательности белков при помощи последов-ти нуклеотидов: аденин,гуанин,цитозин,тимин.В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением тимина, кот.заменён урацилом. В ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв.

Реализация генетической информации осуществляется при помощи транскрипции (синтеза иРНК на матрице ДНК) и трансляции г. кода в аминокислотную последовательность . Для кодирования 20 аминокислот достаточно трёх последовательных нуклеотидов. Набор из трёх нуклеотидов называется триплетом.