Что не является живой природой молекулы

Главное меню

Нас читает весь мир:

Кто онлайн:

Облако тегов

Самое популярное

Ваши закладки

Чем «живые» молекулы отличаются от «неживых»?

Чем «биологические» связи отличаются от химических?

Попытка определить структуру белка с помощью
ультрафиолетовой спектроскопии напоминает мне
определение структуры пианино по грохоту его падения
с длинной лестницы.

Френсис Крик (Francis Crick), один их первооткрывателей структуры ДНК.

Живые существа состоят из тех же атомов, что и неживые. Почему и как атомы в живом организме образуют сложные молекулы, которые не встречаются в неживой части природы?

Всё дело в связях, которые способны образовывать атомы в живом организме. Простая аналогия. Возьмите кубики детского конструктора, например Lego, и попробуйте сделать модель экскаватора или робота. Чем сложнее модель, тем больше вам понадобится типов кубиков, сочленений, шестеренок и ремней. В химии связью

называют взаимодействие электронов атомов и ядер атомов, приводящее к образованию молекул, макромолекул и кристаллов. Таблица типов химических связей, приведенная ниже, весьма приблизительна, поскольку не отражает полностью все аспекты взаимодействия электронов и ядер, которые определяются сложными уравнениями квантовой механики. Полная классификация химических связей до сих пор не построена и является одной из важнейших нерешенных проблем современной физики, химии и даже. биологии.

Химические связи между:

отдельными атомами

группами атомов и частями молекул

Вот краткая характеристика некоторых типов связей. При образовании ковалентной связи один или несколько электронов «размазываются» между двумя атомами, а при образовании ионной — один или несколько электронов приближаются к одному из атомов за счёт электростатического притяжения с образованием взаимно притягивающихся ионов. Металлическая связь наблюдается в кристаллах, где, образно выражаясь, ионный каркас погружен в «море электронов». В живом мире наиболее важную роль играет очень слабая (по сравнению с ионной и ковалентной связью) водородная связь. Она образуется между положительно заряженным атомом водорода одной молекулы и отрицательно заряженным атомом другой молекулы.

Богатство живого мира основано на многообразии биологических молекул, которые состоят из повторяющихся фрагментов (мономеров) и хитроумных связей между ними. Молекула, состоящая из повторяющихся мономеров, соединенных химическими связями, которые образуют структурные единицы более крупной молекулы, называется полимером. Хотя большинство полимеров являются органическими, некоторые неорганические полимеры хорошо известны в быту, например силиконы. т.е. кислородсодержащие высокомолекулярные кремнийорганические соединения. Таким образом, любую конструкцию из куби­ков Lego, например робота, можно назвать «игрушечным полимером», состоящим из «кубиков-мономеров».

Одним из наиболее распространенных органических полимеров в живых организмах является белок, который служит поли­мером аминокислот. В настоящее время большие биологические молекулы, как правило, полимеры или содержащие полимеры, называют макромолекулами.

Пример макромолекулы белка

Как природа быстро и безошибочно (практически) генерирует и собирает столь сложные молекулы?

Как создается белок?

Как работает рибосома?

Рибосома — это одна из наиболее важных составных частей (органелл) клетки, которая, по сути, является фабрикой белка

Расположение рибосом на грубом эндоплазматическом ретикулуме (т.е. на сетке внутри цитоплазмы).

Внутри ядра клетки гены (ДНК) транскрибируются (переписываются) в РНК, которая затем преобразуется в информационную (или матричную) РНК (мРНК или mRNA). Потом мРНК попадает в цитоплазму, где рибосомами и транспортными РНК (тРНК или tRNA), несущими аминокислоты, она транслируется в белок. Каждый набор из трёх баз, кодон,

в тРНК обозначает аминокислоту в составе генерируемого белка.

Схема синтеза белка.

Природа с помощью рибосомы должна с удивительной точ­ностью подогнать элементы тРНК-кодон-мРНК, чтобы производить белок. Как такой сложной макромолекуле, как рибосома, удаётся создавать белок со столь поразительно высокой точнос­тью?

Многие компоненты клетки являются сложными наборами РНК и белков. Рибосома также является чудовищно сложной комбинацией мРНК и около 50-ти белков. Потому изучение её структуры и поведения представляет собой чрезвычайно слож­ную задачу.

Общий вид самой крупной модели рибосомы, созданной в Национальной лаборатории Лос-Аламос (США).

Рибосомы имеют фундаментально важное значение для рас­крытия загадки происхождения и эволюции живых организмов. Они считаются одними из наиболее древних свидетельств на­чального этапа жизни живых существ, которые доступны нам сегодня для изучения. Если сравнить генетический код рибосом в людях и бактериях, то можно заметить, что они очень подоб­ны. Большая часть ядра рибосомы идентична для всех живых организмов, генетический код которых расшифрован до насто­ящего времени.

Основные этапы изучения рибосом.

1900 г.— Джордж Палладе (George Palade) открыл новые органеллы (впоследствии названные рибосомами) с помощью электронного микроскопа.

1958 г.— Ричард Робертс (Richard Roberts) предложил на­звать новую органеллу рибосомой.

1974 г. — Альбер Клод (Albert Claude), Кристиан де Дюв (Christian de Duve), Джордж Паладе получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине «За открытия, касающиеся структурной и функциональной организации клетки».

2000 г. — полностью расшифрована атомная структура рибо­сомы 50S из клетки архея.

Источник

Что относится к живой природе? Она состоит из животных, людей, насекомых, рыб, птиц, всех растений, то есть из объектов, которые могут расти и размножаться, кушать и дышать, пить и умирать. За период существования они меняют свой внешний вид, размеры, могут болеть, страдать, чувствовать.

Эти два вида природы настолько тесно связаны друг с другом, что вряд ли могли бы существовать отдельно. Ведь каждому живому существу необходимы тепло и свет Солнца, вода, чтобы не испытывать жажду, воздух, чтобы дышать. Ветер помогает растениям опыляться и размножаться семенами. Почва дает питательные вещества растениям, которыми потом питаются люди и животные. Можно составлять множество экологических цепочек, в каждой из которых обязательно принимает участие неживая природа. Это основа всей жизни на Земле.

Основные признаки неживой природы

Если сравнивать объекты живой и неживой природы, то сразу бросаются в глаза определенные отличительные черты, по которым можно дать четкое определение неживой природы. Это нижеперечисленные свойства:

Изменения в неживой природе

Самым ярким преобразованием неживой природы на планете считается изменение состояния воды. Она может испаряться, подниматься в воздух, выпадать в виде осадков обратно на поверхность земли. От холода жидкость превращается в твердый камень.

Разные состояния объектов

Традиционной классификацией всех неживых объектов природы является объединение в связи с состоянием вещества. Так, можно выделить три основных группы:

Есть объекты неживой природы, например вода, которая бывает во всех перечисленных состояниях, однако в основном они сохраняют одно из свойств в течение всего периода существования. Рассмотрим подробнее, что относится к неживой природе, дальше в статье.

Твердые вещества

Тела, которые имеют большую плотность, называют твердыми. Они прекрасно сохраняют свою форму в течение длительного времени. Перечислим самые распространенные вещества такого вида:

Жидкости

Это текучие вещества, которые не имеют своей формы, а принимают вид сосуда, в котором находятся. Это промежуточное состояние между твердыми телами и газами. Самой распространенной жидкостью на Земле является вода.

Без нее невозможна жизнь всех живых существ. Вода является средой обитания рыб и млекопитающих, беспозвоночных и моллюсков. Благодаря воде растут растения и вообще стала возможна жизнь на планете.

Для того чтобы жидкости сохраняли свое состояние, необходима определенная температура, причем отдельная для каждого вещества. Даже твердые металлы от жара доменной печи могут принять жидкое состояние. Для продажи газ тоже переводят в жидкость, так что все состояния неживой природы очень относительны и взаимосвязаны один с другим.

Газообразные вещества не сохраняют ни объем, ни форму. Их молекулы имеют слабые связи и находятся далеко друг от друга, а также обладают большой подвижностью.

Самым распространенным на Земле газом считается воздух. Атмосфера не только служит для охраны планеты от излучения Солнца, но и участвует в дыхании всех живых существ. Без воздуха не могут жить ни люди, ни животные, ни растения. Газ есть и в недрах Земли, люди его используют в своих хозяйственных целях.

Отзывы

Объекты неживой природы не только используются людьми для личных целей, от любования ими можно получить огромное эстетическое наслаждение. Нет ни одного человека, который бы не восхищался водопадом или горными склонами, красотой океана или бушующими волнами моря во время шторма. Мы любуемся красивыми камнями и ночной Луной, радуемся летнему солнышку и, как дети, веселимся, увидев в небе после дождя радугу.

Живая или неживая природа нас окружает, человек должен ее защищать и всячески беречь ее ресурсы.

Источник

Окружающий мир: чем живая природа отличается от неживой

Живая и неживая природа по-своему важны, одна без другой существовать не могут, проведем их краткий обзор. Чем живая природа отличается от неживой ученики 5 класса узнают на уроках биологии и ботаники.

Признаки живой и неживой природы

Главный признак, позволяющий отличить живое от неживого, — это способность к эволюции в процессе роста.

Живая природа

В живой природе все организмы можно разделить на клеточные и внеклеточные. К первой группе относится все, что состоит из клеток, ко второй — вирусы, паразиты, которые поселяются внутри живой клетки и за счет этого живут и размножаются.

Клеточные организмы делятся на 4 царства:

Особенности живых организмов:

Признаки живой природы — это способность::

Неживая природа

Самые важные объекты неживой природы:

Все неживые объекты принято делить на три группы:

Признаки неживой природы — это отсутствие физиологических процессов:

По сути, они вечны, если не брать во внимание временную коррозию или стихийные бедствия.

Один из признаков отличия живого от неживого — это способность к размножению или воспроизводству себе подобных. Камень не может иметь потомство, только разбивается на несколько маленьких камешков.

Важность природы в целом

Что важнее — живая или неживая природа? Этот вопрос является некорректным, потому ответ на него нельзя найти ни в одном источнике. Оба вида природы связаны между собой, не могут существовать по отдельности. Неживая породила живую, которая продолжает свое существование.

Из всего многообразия объектов особенно важными для жизни считаются:

Отличительные черты

Живые организмы отличаются от неживых на молекулярном уровне:

Полезное видео

Подведем итоги

Отличие живого и неживого существует, но и точек соприкосновения очень много.. Тонкая грань, зачастую, попросту стирается. Все процессы находятся в постоянной взаимосвязи. Так, рыбы погибая в воде, разлагаются и насыщают ее необходимыми микроэлементами, которые делают комфортным проживание других живых организмов. Погибшие растения обогащают землю, которая отдает питательные вещества новым представителям флоры, а также грибам и мелким насекомым.

Источник

dymontiger

Интересное в сети!

Курьезы, юмор, а иногда и жесть, все это вы найдете здесь;)

Все разнообразие нашего мира построено из атомов и молекул. Удивительно, как проявления форм жизни образовались лишь на основе протонов, нейтронов и электронов. Элементарная основа позволяет каждому веществу и организму выполнять свою функцию. Так из семи нот пишется музыка разных направлений, разных стилей. Мы собрали 10 самых интересных фактов об атомах и молекулах.

Самый легкий из атомов – атом водорода

В периодической таблице химических элементов водород стоит на первом месте. Его ядро состоит лишь из одного протона, вокруг которого вращается единственный электрон. Простейшее строение определяет минимальную массу, которую может иметь атом – 1,008 а.е.м. или 1,7х10-24 г.

На Земле водород существует в виде соединений с другими веществами или образует двухатомную молекулу Н2. Если считать в массовом отношении, на его долю приходится 1% земной коры. Если перевести массу в количество атомов, то содержание водорода окажется более внушительным – 17%. Этот показатель ставит элемент на второе место после кислорода (52%).

Во Вселенной водород составляет 88,6% от общей доли атомов, находящихся в космосе в виде звездного вещества и космической пыли.

Главной молекулой живой природы является молекула ДНК

В молекуле ДНК сосредоточена информация о строении каждой клетки живого организма, словно это проектное бюро города, где собраны подробные планы всех зданий. Внешне она напоминает перевитую веревочную лестницу, состоящую из двух нитей и соединенную водородными связями. ДНК вирусов может представлять одну цепочку.

Информация зашифрована в генах, то есть участках молекулы. Ген представляет собой определенную последовательность нуклеотидов, способных передать код для построения белков и РНК (информационных, транспортных, рибосомных, матричных).

Спираль ДНК человека, если ее вытянуть, протянется почти на 2 м. Это тем более удивительно, что она умещается в ядре размером меньше микрометра. Свернуться в компактную хромосому молекуле помогают нуклеосомы. На них ДНК наматывается, как на катушку.

Пыль – это частица, состоящая из квадриллиона атомов

Пылью называют твердые минеральные или органические частицы размером не более 0,05 мм. Природа образования может быть как естественной, так и связанной с деятельностью человека (антропогенной). В воздух поднимаются вулканический пепел, морская соль, сухая почва, продукты горения после пожаров, пыльца растений. Человек способствует загрязнению воздуха продуктами отопления и горных разработок, выхлопами автотранспорта, удобрениями. Вспашка земли и оголение почвы выкосами травы опасны выветриванием и переносом верхнего слоя грунта ветром.

Если сравнивать твердую взвесь с газообразными загрязнителями воздуха, то последние присутствуют в виде отдельных молекул. Пыль же в каждой частице содержит огромное число молекул и еще большее число атомов.

Атом может иметь электрический заряд

В составе атома электроны несут отрицательный заряд, протоны – положительный. Нейтроны не имеют заряда, то есть нейтральны. Когда количество протонов равно количеству электронов, заряд атома равен нулю. В случае, если электронов больше или меньше, чем протонов, у атома появляется заряд. Он становится ионом.

Ядро, состоящее из нейтронов и протонов, обладает ощутимой массой. Нужно определенное количество энергии, чтобы заставить его терять протоны. Электроны, которые вращаются вокруг него, значительно легче могут перемещаться от одного атома к другому. Добавление электронов приводит к образованию отрицательного заряда, потеря частиц – положительного. Атомы с положительным зарядом называют катионами, атомы с избытком электронов становятся анионами.

Самый тяжелый из атомов – атом урана

Из природных элементов атом урана имеет самую большую массу – 238,0289 а.е.м. В природе находится в основном в виде изотопа U-238. Атом с его 92 протонами чрезвычайно перегружен, при любой возможности выбрасывает протоны и нейтроны с огромной скоростью.

Открыл элемент германский химик Мартин Клапрот в 1789 году при анализе отработанной руды после добычи серебра. «Странное вещество», похожее на металл было диоксидом урана, но выяснилось это только через 50 лет. Клапрот назвал находку в честь далекой планеты, открытой к этому времени Гершелем.

В конце 19 века во Франции Анри Беккерель обнаружил радиоактивность урана, то есть способность терять частицы. Распад может иметь 14 циклов. Уран превращается в радий, радон и другие элементы, образуя на последней стадии свинец.

Слово «атом» происходит из древнегреческого языка и означает «неделимый»

Еще в Древней Греции философ и математик Демокрит предположил, что окружающее состоит из мельчайших частичек. Отсюда произошел термин «атом» или «atomos». Однако подтверждение теория получила только в результате работы ученых в последние 150 лет и с помощью изобретенного микроскопа.

Первое исследование провел англичанин Джон Дальтон на рубеже 18-19 веков. Он установил, что химические элементы вступают в реакции в строго определенном соотношении (закон кратных отношений).

Сейчас мы знаем, что атом представляет собой наименьшую частицу химического элемента и не всегда является неделимым. В состав атома входит ядро с протонами и нейтронами или просто нуклонами от латинского слова «nucleus» – ядро. Снаружи вокруг атома расположено электронное облако.

Стекло не является твердым телом

Твердость вещества – характеристика, основанная на прочности химических связей между атомами и молекулами. В жидкости частицы могут перемещаться относительно друг друга. В твердых телах они лишены такой возможности.

При производстве стекла молекулы кремния, обычно принимающие структуру кристаллической решетки, не успевают занят положенное им место. Стекло быстро остывает и частицы остаются перемешанными хаотично. Такое вещество называют аморфным, однако все же оно твердое.

Вязкость стекла сопоставима с вязкостью свинца, но ведь свинец никто не называет жидкостью. Бытует мнение, что со временем оконные стекла «стекают» вниз. В пример ставят витражи в средневековых храмах. Следует уточнить, что утолщения в их основании появились не с течением времени, а были изначально. Причина кроется в несовершенстве технологии производства.

Молекула меньше яблока во столько же раз, во сколько яблоко меньше Земли

Чтобы представить видимые и невидимые параметры окружающего мира, представим все молекулы одного кубического сантиметра воздуха в виде кирпичей. Их количества хватило бы для покрытия поверхности планеты на высоту 40-этажного дома.

Размеры молекул и атомов настолько малы, что в решении задач молекулярной физики используют относительные величины. Установить их удалось лишь с изобретением электронного микроскопа. Средний диаметр атома и простейшей молекулы составляет порядка 10-10 м. Так, размер молекулы белка – 43х10-10 м. Крупные молекулы достигают 10-7 м.

В ионный микроскоп можно разглядеть строение кристалла и даже определить межатомные расстояния.

Ученые смогли охладить молекулы монофторида стронция практически до абсолютного нуля

Выбор пал на монофторид стронция (SrF) неслучайно. Принцип охлаждения атомов основан на периодическом повторении поглощения и испускания фотонов под воздействием лазера. Таким образом атом теряет кинетическую энергию. Молекулы не настолько чувствительны. Мешает колебательная и вращательная энергия межатомных связей. У фторида стронция эти явления минимальны.

Группа ученых Йельского университета во главе с Д. Демиллем добилась охлаждения молекулы до 300 мкК (0,0003 К). За счет подобранной длины волны лазер погасил вращательные межатомные движения. В дальнейшем молекулы вели себя аналогично атому.

Практически такое достижение в перспективе можно использовать в квантовых компьютерах.

Скорость движения молекул воды может достигать 650 м/с

Молекулы воды находятся в постоянном тепловом движении. Они колеблются с большой частотой (одно колебание за 10-12 … 10-13 с) возле определенного положения, изредка прыгая на освободившееся соседнее место. Скорость движения при этом может приближаться к 600-650 м/с.

И все же молекулы не разлетаются, остаются жидкостью. Происходит это за счет водородных связей. В молекуле H2O пары электронов смещены в сторону кислорода. Водород, оставшийся практически без электрона, представляет собой положительно заряженное ядро. В результате протон водорода притягивает соседние атомы кислорода, образуя прочную межмолекулярную связь.

Благодаря такому сцеплению вода в условиях Земли принимает в основном жидкое состояние, а не кипит как аналогичные гидриды (серы, селена) при –80°С. Водородные связи определяют физические и химические свойства воды, на которых основана жизнь на нашей планете.
©

Источник