КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Метаболизм
Казалось бы, чтобы выиграть борьбу, живой объект должен изолировать себя от внешнего окружения, которое и является тем «грозным» термостатом, переводящим порядок в беспорядок. Однако это не спасает живой объект от смерти, так как второе начало термодинамики действует не только снаружи, но и изнутри. Раз внутренние структуры объекта имеют какую-то температуру, значит, хаотическое молекулярное движение, в конце концов, разрушит любой порядок. Поэтому для живого объекта чрезвычайно важно сохранить контакт с окружающей средой, куда бы он мог «сбросить избыток энтропии», постоянно накапливающейся на любом уровне организации живого. Кроме этого, живой объект с удовольствием принимает извне «готовый порядок», уменьшая тем самым собственную энтропию. Опять вспоминаем слова Э. Шредингера: «живой организм питается отрицательной энтропией», то есть поглощает из окружающей среды высокоорганизованные структуры. Выбрасывая вещество с большой энтропией и поглощая вещество с малой энтропией, живой организм реализует свою «цель» —сохранить высочайший уровень упорядоченности. Следует отметить, что приведенную эффектную фразу Шредингера не надо понимать слишком буквально. Когда волк съедает зайца, ему не нужны ни органы зайца, ни его ткани, ни его белки и нуклеиновые кислоты. Все это в желудке волка переваривается в смесь низкомолекулярных органических веществ (аминокислот, углеводов, нуклеотидов). Из них волк синтезирует свои белки, клетки и ткани. Так что чужая упорядоченность живому организму не нужна. Таким образом, живые организмы — это открытые неравновесные системы, в состав которых входят биополимеры. Процессы обмена веществом, энергией и информацией между живым организмом и окружающей средой на биологическом языке называются метаболизмом. В широком смысле под метаболизмом понимают совокупность всех видов превращений веществ и энергии в организмах, обеспечивающих их жизнедеятельность и самовоспроизведение, связь с окружающей средой, способность адаптироваться к ее изменениям. В процессе обмена веществ происходит расщепление (диссимиляция) и синтез (ассимиляция) сложных органических молекул, входящих в состав клеток, образование, разрушение и обновление клеточных структур и межклеточного вещества. Например, все белки печени и крови человека обновляются каждые 20 дней, все тканевые белки — в течение каждых 160 дней, а все клетки кишечного эпителия — в течение недели. Процессы обмена веществ регулируются с помощью биокатализаторов — особых белков-ферментов. Каждый фермент обладает субстратной специфичностью катализировать превращение лишь одного белка. В основе этой специфичности лежит своеобразное «узнавание» белка ферментом. Ферментативный катализ отличается от обычных химических реакций чрезвычайно высокой эффективностью, в результате чего скорость соответствующей реакции повышается в 1010-1013раз. Каждая молекула фермента способна осуществлять от нескольких тысяч до нескольких миллионов операций в минуту, не разрушаясь в процессе участия в реакциях. Так, например, одна молекула фермента каталазы осуществляет расщепление 5 миллионов молекул субстрата (Н2О2) в течение одной минуты. Для сравнения — Н2О2 может разлагаться в присутствии атомов Fe, но медленно: понадобилось бы 300 лёт, чтобы один атом железа расщепил такое же количество молекул Н2О2, какое одна молекула каталазы расщепляет за одну секунду. Все живые организмы могут быть разделены на две группы — автотрофы и гетеротрофы, отличающиеся источниками энергии и необходимых веществ для своей жизнедеятельности. Автотрофы — организмы, синтезирующие из неорганических веществ органические соединения с использованием энергии солнечного света (так называемые фотосинтетики — зеленые растения, водоросли, некоторые бактерии) или энергии, получаемой при окислении неорганического субстрата (хемосинтетики — серобактерии, железобактерии и др.). Роль фотосинтезирующих автотрофов в природе является определяющей — являясь первичным продуцентом органического вещества в биосфере, они обеспечивают существование всех других организмов и ход биогеохимических циклов в круговороте веществ на Земле. Гетеротрофы (все животные, грибы, большинство бактерий, некоторые бесхлорофилльные растения) - организмы, нуждающиеся для своего существования в готовых органических веществах, которые, поступая в качестве пищи, служат как источником энергии, так и необходимым «строительным материалом».
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 350; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |