Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Симметрия и асимметрия в природе, их связь с энтропией.

Читайте также:
  1. I. Связь с Трудовым кодексом Российской Федерации. Общие требования
  2. II. Связь лексикографии с методикой обучения иностранным языкам
  3. Аварийная связь в Нью-Йорке
  4. Асимметрия
  5. Асимметрия
  6. Асимметрия и эксцесс эмпирического распределения
  7. Асимметрия и эксцесс эмпирического распределения.
  8. Базовые определения и их взаимосвязь.
  9. Бесконечно большие функции и их связь с
  10. Бесконечно малые и бесконечно большие числовые последовательности. Их взаимосвязь и свойства. Примеры.

Симметрия – это понятие, отражающее существующий в природе порядок, пропорциональность и соразмерность между элементами системы или объекта природы, некий элемент гармонии.

Асимметрия – понятие, противоположное симметрии, отражающее разупорядочение системы, нарушение равновесия, что связано с изменением и развитием системы.

виды симметрий подразделяются на внешние и внутренние.

Внутреннюю симметрию невозможно наблюдать, она скрыта в математических уравнениях и законах, выражающих состояние исследуемой системы. Пример тому-уравнение Максвелла, описывающее взаимосвязь электрических и магнитных явлений, или теория гравитации Эйнштейна, связывающая свойства пространства, времени и тяготения.

Внешняя симметрия (пространственная или геометрическая) представлена в природе большим многообразием. Это симметрия кристаллов, молекул, живых организмов.

Для чего нужна симметрия живому и как она возникла?

Живые орг-змы формировали свою симметрию в процессе эволюции. Первые живые организмы имели правильную сферическую форму. Внедрение организмов в другие среды заставляло их адаптироваться к новым специфическим условиям. Один из способов такой адаптации – симметрия на уровне физической формы. Симметричное расположение частей органов тела обеспечивает живым организмам равновесие при движении и функционировании, жизнестойкость и адаптацию. Довольно симметричны внешние формы крупных животных, человека. Растительный мир организмов также наделен симметрией, что связано с борьбой за свет, физической устойчивостью к полеганию (закон всемирного тяготения. Внешняя симметрия насекомых и животных помогает им держать равновесие при движении, извлекать максимум энергии из окружающей среды и рационально ее использовать.

В физических и химических системах симметрия приобретает еще более глубокий смысл. Наиболее устойчивы молекулы, обладающие высокой симметрией (инертные газы). Симметрия молекул определяет характер молекулярных спектров. Высокая симметрия характерна для кристаллов. Кристаллы – это симметричные тела, их структура определяется периодическим повторением в трех измерениях элементарного атомного мотива.

Асимметрия также широко распространена в мире.

Внутреннее расположение отдельных органов в живых организмах часто асимметрично. Например, сердце расположено слева у человека, печень – справа и т. д. Л. Пастер выделил левые и правые кристаллы винной кислоты. Молекула ДНК асимметрична – ее спираль всегда закручена вправо. Все аминокислоты и белки, входящие в состав живых организмов, способны отклонять поляризованный луч света влево.

В отличие от молекул неживой природы, молекулы органических веществ характеризуются ярко выраженной асимметрией. Живые организмы (растения) поглощают из окружающей среды (почвы) в значительной степени химические соединения минеральной пищи, молекулы которой симметричны и в своем организме превращают их в асимметричные органические вещества: крахмал, белки глюкозу и т. д.Структура компонентов клетки также асимметрична, что имеет большое значение для ее обмена веществ, энергетической обеспеченности, а также способствует более высокой скорости протекания биохимических реакций.

Симметрия и асимметрия – это две полярные характеристики объективного мира. Фактически в природе нет чистой (абсолютной) симметрии или асимметрии. Там, где ослабевает симметрия, возрастает асимметрия, и наоборот. На разных уровнях развития материи ей свойственна то симметрия, то асимметрия. Однако эти две тенденции едины.

Полагая, что равновесие есть состояние покоя и симметрии, а асимметрия приводит к движению и неравновесному состоянию, можно считать, что понятие равновесия играет в биологии не менее важную роль, чем в физике. Именно устойчивое динамическое равновесие (асимметрия) является ключевым принципом постановки и решения проблемы происхождения жизни.

 

32.Генная инженерия; программа «геном человека».

Возникла в 70-80 годы 20 века. Генная инженерия – раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным конструированием новых несуществующих в природе сочетаний генов.

ЗАДАЧИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ: расшифровка структуры генов, синтез генов биохимическим путем, клонирование генов, перенос выделенных или вновь синтезированных генов из одной клетки или организма в другую с целью направленного изменения их наследственных свойств, т.е. управление наследственностью. Путем вмешательства человека в конструкцию ДНК были улучшены или изменены свойства десятков животных и растений с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения пород скота.

ПРИМЕНЕНИЕ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ: в медицине1. связано с диагностикой заболеваний – разработаны диагностические препараты, позволяющие обнаружить генетические аномалии в период беременности. 2. лечение заболеваний. Разрабатываются методы лечения наследственных болезней путем введения генов с правильной информацией в клетки, содержащие дефектные гены или добавлением новых генов, в которых имеются вещества для борьбы с болезнью (генотерапия).3.Профилактика. Одним из перспективных направлений генной инженерии является культивирование генов больных и здоровых людей в клетках других живых организмов с целью изучения молекулярных основ наследственных заболеваний человека.

Клонирование – процесс, в ходе которого живое существо производится от единственной клетки, взятой от другого живого существа.

Генная инженерия лежит в основе современной биотехнологии.

ПРИМЕНЕНИЕ: в медицине и фармацевтике (гормон роста, интерферон, клонирован ген инсулина, нейропиптиды – белки головного мозга, регулирующие такие биологические процессы как сон, память, боль ит.д.), получение пищевых продуктов из трансгенных растений (генетически измененные с заданными параметрами).

Геном — это совокупность генов. Расшифровка генома начинается с создания «атласа» генов, набора их карт. Первую такую карту разработали группы Д. Коэна и Ж. Доссе. А ее окончательный вариант вышел из лаборатории профессора Ж. Вайсенбаха.
В ходе выполнения программы «Геном человека» были решены некоторые очень важные медицинские и фармакологические проблемы.. Уже выявлены мутации, отвечающие за такие заболевания, как гипертония, диабет, некоторые виды слепоты и глухоты, злокачественные опухоли. Обнаружены гены, отвечающие за одну из форм эпилепсии, гигантизм и т.д.
Проведенные исследования показали, что в ближайшие годы станет возможной сверхранняя диагностика тяжелых заболеваний, а значит, и более успешная борьба с ними. Сейчас активно разрабатываются методы адресной доставки лекарств в пораженные клетки, замены больных генов здоровыми.

 

 

33. МОЗГ.СОЗНАТЕЛЬНОЕ И БЕССОЗНАТЕЛЬНОЕ. ФУНКЦИИ СОЗНАНИЯ.

Человеческий мозг- сложное образование, тончайший нервный аппарат. Это самостоятельная система и вместе подсистема, включенная в состав целостного организма и функционирующая в единстве с ним, регулирующая его внутренние процессы и взаимоотношения с внешним миром. Какие же факты неопровержимо доказывают, что именно мозг есть орган сознания, а сознание - функция человеческого мозга?
Прежде всего тот факт, что от уровня сложности организации мозга зависит и уровень отражательно-конструктивной способности сознания. Мозг первобытного человека был слабо развит и мог служить органом лишь примитивного сознания.
Нормальная психика невозможна вне нормально функционирующего мозга. Как только нарушается структура организации материи мозга, разрушаются и структуры сознания. Когда повреждаются лобные доли, больные не могут продуцировать и осуществлять сложные программы поведения; они не имеют устойчивых намерений и легко возбуждаются побочными раздражителями.
Экспериментальные данные различных наук, таких как психофизиология, физиология высшей нервной деятельности и др., свидетельствуют о том, что сознание неотделимо от мозга: нельзя отделить мысль от материи, которая мыслит. Мозг с его сложными биохимическими, физиологическими, нервными процессами является материальным субстратом сознания. Сознание всегда связано с этими протекающими в мозгу процессами и не существует помимо них. Но не они составляют сущность сознания.

Сознание не является единственным уровнем, на котором пред­ставлены психические процессы, свойства и состояния человека. Кроме сознания у человека есть и бессознательное. Это те явления, процессы, свойства и состояния, которые по своему действию на поведение похожи на осознаваемые психические, неактуально человеком не рефлексируются..
К сфере бессознательно-психического относится та часть психики, познавательные образы которой непосредственно неосознаваемы. Ее образы человеческое «Я» не может вывести в поле своего внимания. О их существовании можно судить лишь опосредственно, путем применения специальных методов и высокого искусства раскрытия внутреннего мира. В то же время бессознательное не отделено неприступной стеной сознательного. Но возможности перевода очень специфичны, затруднены, а во многом непосредственно недостижимы.
Бессознательная память –память,связанная с дол­говременной и генетической памятью. управ­ляет мышлением, воображением, вниманием, определяя содержа­ние мыслей человека в данный момент времени, его образы, объекты, на которые направлено внимание. Бессознательное мышление выступает в процессе решения человеком творче­ских задач, а бессознательная речь-это внутренняя речь. Бессознательное не следует понимать как нечто аморфное, оно обладает динамичностью и способностью к агрессивнос­ти..
Третий тип бессознательных явлений — те, о которых говорит 3. Фрейд касающихся личностного бессознательного.Это — желания, мысли, намерения, потребности, вытесненные из сферы человеческого сознания под влиянием цен­зуры. Каждый из типов бессознательных явлений по-разному связан с поведением человека и его сознательной регуляцией.

Сознание - высшая форма отражения действительного мира, свойственная только человеку. Оно связано с членораздельной речью, логическими обобщениями, абстрактными понятиями.
“Ядром” сознания, способом его существования является знание.
Формирование сознания связано с возникновением труда.
Необходимость труда в процессе общения вызвала появление языка. Труд и язык оказали решающее влияние на становление человеческого сознания.
Сознание - функция сложнейшей материальной, физиологической системы - человеческого мозга.
Сознание имеет многокомпонентную структуру, тем не менее оно - единое целое.
Сознание обладает возможностью воздействовать на окружающую его действительность. Оно активно.

 

34. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.


Под взаимодействием в более узком смысле понимают такие процессы, в ходе которых между взаимодействующими структурами и системами происходит обмен квантами определенных полей, энергией, а иногда и информацией

4 основных вида фундаментальных взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.Сильное взаимод-е осущ-вляется на уровне атомных ядер на расстоянии порядка 10-13 см, обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы. Поэтому атомные ядра очень устойчивы, разрушить их трудно.
Слабое взаимодействие - короткодействующее, происходит между различными частицами на расстоянии 10-15 - 10-22 см. Оно связано с распадом частиц в атомном ядре, например, нейтрон в среднем за 15 мин. распадается на протон, электрон и антинейтрино.

Электромагнитное взаимодействие почти в 1000 раз слабее сильного, зато более дальнодействующее. Оно свойственно электрически заряженным частицам, а его носителем является не имеющий заряда фотон – квант электромагнитного поля. Электромагнитное взаимодействие определяет структуру атома, отвечает за большинство физических и химических явлений и процессов, им определяется агрегатное состояние вещества и др.
Гравитационное взаимодействие является самым слабым, имеет решающее значение в космических масштабах и неограниченный радиус действия. Гравитационное взаимодействие универсально, оно заключается во взаимном притяжении и определяется законом всемирного тяготения.

 

35.Основные концепции химии.

Химия – это наука о химических элементах и их соединениях.

Закон сохранения массы вещества установили М.В. Ломоносов и А.Л. Лавуазье почти независимо друг от друга. Они далеко продвинули развитие химии тем, что при химических реакциях применили физические методы.Закон сохранения массы в химических процессах:масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Закон сохранения энергии действует во всех случаях и повсюду, где одна форма энергии переходит в другую.Закон сохранения энергии:количество тепловой энергии, принесённой в зону взаимодействия веществ равно количеству энергии, вынесенной веществами из этой зоны.

К специфическим законам химии относятся такие законы, как закон постоянства состава, закон постоянных весовых отношений, закон простых объемных отношений,закон А. Авогадро.

Атомно-молекулярное учение.

Молекула-это наименьшая частица данного вещества. Атом – это наименьшая частица химического элемента.В результате химической реакции молекула изменяется, а атом – нет.

Периодический закон Д.И. Менделеева:Свойства простых тел, а также форма и свойства соединения элементов находятся в периодической зависимости от атомных весов элементов.

Химические процессы и реакционная способность веществ.Изучением скорости и особенностей протекания химических реакций занимается химическая кинетика. Основополагающим для химической кинетики является представление о том, что исходные вещества, вступающие в химическую реакцию, чрезвычайно редко превращаются в ее продукты. В большинстве случаев реакция проходит ряд последовательных и параллельных стадий, на которых образуются и расходуются промежуточные вещества. Изучение скорости протекания химических процессов показало, что химические реакции протекают тем быстрее, чем выше температура, давление и концентрация реагентов.На скорость некоторых химических реакций можно влиять присутствием небольшого количества определенных веществ, которые сами в реакции участия не принимают. Вещества эти называются катализаторами. Катализаторы бывают положительными, ускоряющими реакцию, и отрицательными — замедляющими ее. Каталитическое ускорение химической реакции называется катализом и является приемом современной химической.

 

36.ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ, ВАЛЕНТНОСТЬ,ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ.

Химическая связь — это взаимодействие частиц (атомов, ионов), осуществляемое путем обмена электронами. Различают несколько видов связи.Ковалентная связь образуется в результате обобществления электронов (с образованием общих электронных пар). Различают две основные разновидности ковалентной связи:1. неполярную;2. полярную.
1. Ковалентная неполярная связь образуется между атомами неметалла одного и того лее химического элемента. 2. Ковалентная полярная связь образуется между атомами различных неметаллов.
Ионной называется связь между ионами, т. е. заряженными частицами, образовавшимися из атома или группы атомов в результате присоединения или отдачи электронов. Ионная связь характерна для солей и щелочей.

Валентность химических элементов.Способность атомов присоединять определенное число атомов других элементов называется валентностью элемента.
С одним атомом одновалентного элемента соединяется один атом другого одновалентного элемента, с атомом двухвалентного – два атома одновалентного или один атом двухвалентного, с двумя атомами трехвалентного элемента – три атома двухвалентного и т.д.

Хими́ческая реа́кция-превращение одного или нескольких исходных веществ в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества (продукты реакции). В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях ядра атомов не меняются, в частности не изменяется их общее число, изотопный состав химических элементов, при этом происходит перераспределение электронов и ядер и образуются новые химические вещества.


Дата добавления: 2015-01-12; просмотров: 22 | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2021 год. (0.009 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав