Теории возникновения жизни.

Теории возникновения жизни.

Согласно теории Опарина из первичного бульона, состоящего из углеродистый соединений, могли образоваться белки и нуклеиновые кислоты.

Аминокислоты могут быть получены при пропускании электрического заряда через смесь газов, которые составляли первичную атмосферу Земли. Нуклеиновые кислоты тоже могут быть синтезированы. Таким образом была экспериментально доказана возможность абиогенного образования органических веществ во Вселенной. В результате теплового воздействия, ионизирующего и ультрафиолетового излучения, а так же электрических разрядов.

Переход от сложных органических соединений к простым живым организмам до сих пор не ясен. Самое трудное - это объяснить способность живых систем к самовоспроизводство. Следующей ступенью является образование клеточных мембран, которые разделяют сами эти органические вещества и окружающую среду.

Клетка - это главное структурное отличие живого от неживого. Клетки без ядра, которые носят название прокариоты, но имеющие нити ДНК напоминают бактерии или сине-зеленые водоросли. Возраст самых древнейших около 3-ех миллиардов лет. Около 2-ух миллиардов лет назад в клетках появилось ядро (эукариоты). Одноклеточные организмы носят название простейшие. В природе их около 30 тысяч видов. Около 2 миллионов лет назад появились первые многоклеточные организмы.

Учение о клетке.

Простейшие бактерии, многие грибы и водоросли представляют собой отдельно существующие клетки. Тело многоклеточных организмов построены из больше количества клеток. Но независимо от того, является ли клетка … она имеет набор признаков и свойств общих для всех клеток. В состав клетки сходит около 70-ти химических элементов. Если в земной коре наиболее распространенными элементами являются кислород, кремний, алюминий, железо, то в живых организмах около 98% массы составляют водород, углерод, кислород и азот. Кроме этих четырех элементах в клетках в заметном количестве присутствуют натрий, калий, кальций, хлор, сера, магний, железо. Они играют важную роль, например ионы натрия, калия и фтора обеспечивают проницаемость клеточных мембран для различных веществ, а также обеспечивают проведение импульса по нервному волокну. Кальций и фосфор участвуют в образовании костной ткани, кроме того, кальций - это один из факторов, который влияет на процесс свертывания крови. Железо входит в состав гемоглобина. Магний в клетках зеленых растений - это компонент хлорофилла. В животных клетках магний находится в составе ряда ферментов. Остальные элементы содержаться в организме в очень малых количествах: в общей сложности до 0,02%. Например, цинк входит в состав инсулина, который регулирует углеводный обмен в организме. Йод является компонентов терраксина, который регулирует интенсивность обмена веществ и влияет на рост организма в процессе развития.

Примерный химический состав клетки бактерии и клетки млекопитающих.

Химические соединения	Доля в % от массы клетки
	Бактерия	Млекопитающие
Вода
Неорганические ионы: Na, Ca, Cl и т.д.
Низко-молекулярные продукты обмена веществ
Белки
РНК		1,1
ДНК		0,25
Липиды
Полисахариды
Общий объем клетки	2х10^-19 см^2	4x10^-9 см^2

Самое основное неорганическое соединение в живых организмах - это вода. Её содержание в различных клетках колеблется в широких переделах. В клетках эмали зубов воды около 10%, а в клетках развивающегося зародыша - 90%, в медузе 98%. Важная роль воды обусловлена её химической природой. Вода, имеющая дипольный характер, может вступать в реакцию с различными веществами. Вода является хорошим растворителем для многочисленных органических и неорганических веществ. Большинство химических реакция в организме происходит между растворенными в воде веществами. Проникновение вещества в клетку или выведение из неё продуктов жизнедеятельности возможно только в растворенном виде. Не менее важна и химическая роль воды (как реагент). Она, например, участвует в реакциях гидролиза. Вода обладает хорошей теплопроводностью и большой теплоемкостью, поэтому температура внутри клетки белее устойчива, чем в окружающей среде.

Минеральные соли (неогранические)

Подавляющая часть неорганических веществ в клетке находится в виде солей либо дислоцированных на ионы, либо в твердом виде. Ионы натрия, кальция и калия обеспечивают такое важное свойство как раздражимость. Ионы кальция входят в состав межклеточного вещества, которое обуславливает сцепление клеток и упорядоченное расположение ткани. Содержание ионов в клетке и в окружающей их среде - это регулируемый процесс. Например, в цитоплазме клеток много ионов калия и мало ионов натрия, а во внеклеточной среде наоборот (в плазме крови). Пока клетка жива, это соотношение строго поддерживается, а после смерти содержание ионов в клетке и во внеклеточной среде быстро выравнивается.

Органические соединения. В среднем составляют 20-30% массы клетки живого организма. К ним относятся биополимеры: белки, аминокислоты; жиры, а также небольшие молекулы (гормоны, пигменты, АТФ и т.д.) В разные типы клеток входит разное количество тех или иных органических соединений.Например: в растительных клетках преобладают сложные углеводы (полисахариды), а в животных - белков и жиров. Тем не менее каждая группа органических веществ в клетке выполняет сходные функции.

Углеводы. В клетках животных они содержатся в небольшом количестве, растительные клетки богаты углеводами (от массы сухого вещества ~70%). Простые углеводы (моносахариды) представляют собой многотомные спирты с нормальной цепью и с разным количеством атомов углерода в цепи. Фруктоза и глюкоза - моносахариды. Все моносахориды бесцветные вещества хорошо растворимые в воде. Глюкоза - единственный моносахарид, который содержится в нашем организме. Все другие потребляемые нам углеводы превращаются в печени в глюкозу. Она является абсолютно необходимой частью крови. В норме её содержание в крови и тканях млекопитающих составляет около 0,1% массы. Небольшое увеличение содержания глюкозы не причиняет особого вреда, а уменьшение содержания повышает возбудимость клеток головного мозга. в результате импульсов, которые получают от этих клеток мышцы могут вызвать судороги, потерю сонная и смерть. Содержание глюкозы поддерживается очень сложным механизмом. При связывании двух молекул моносахаридов образуются дисахариды.

Полисахарид образованы несколькими молекулами моносахаридов. К важнейшим полисахаридам относится крахмал, гликоген и глюкоза.

Крахмал - это неоднородное вещество, а смесь содержащихся в растениях полисахаридов. Крахмалы являются основной формой пищи, которую растения запасают в семенах и клубнях. Значительные количества крахмала содержаться в пшенице, кукурузе. Ферменты, которые имеются в пищеварительном тракте человека, катализируют крахмал глюкозу.

Гликоген - крахмалоподобное вещество, которое синтезируется в организме. Он играет в организме роль энергетического резерва, накапливается в мышцах и печени. В мышцах он служит экстренным источником энергии,а в печени формой накопления глюкозы.

Целлюлоза является главным строительным материалом растений. Древесина на 50% состоит из целлюлозы, а хлопчато-бумажные нити представляют собой почти чистую целлюлозы. В отличие от крахмала, целлюлоза не переваривается организме. Бактерия, которая вырабатывает ферменты гидролизирующие целлюлозу, присутствует в организме жвачных животных.

Белки - это макромолекулы, которые присутствуют во всех живых клетках. Они служат важнейшим строительным материалом клеток животных. К белкам относятся ферменты, которые являются катализаторами всех биохимических реакция. Также, они осуществляют перенос жизненно-важных веществ в организме, например, гемоглобин. К белкам также относятся антитела.

Функции белка:

1. Строительная

2. Каталитические

3. Двигательная

4. Транспортная

5. Энергетическая

6. Защитная

Простые белки (протеины) состоят только из аминокислот. В состав сложных белков входят и другие соединения.

Самые разнообразные белки в нашем организме построены всего лишь из 22 аминокислот. Человеческий ограни способен синтезировать не все аминокислоты, те, которые не могут синтезировать в организме, должны поступать с пищей - это незаменимые аминокислоты. Количество аминокислот в белке зависит от его происхождения и функции. Аминокислоты образуют белок результате пептидный связи.

Расположение или последовательность аминокислот вдоль белковой цепи определяет первичную структуру белка. Замена хотя бы одной аминокислоты в белке может привести к изменению его биохимических свойств. Например: такое генетическое заболевание как серповидно-клеточная анемия - в молекуле гемоглобина, которая содержит 146 аминокислот, только одна шестая по счету аминокислота изменена.

Чаще всего полипептидная цепь полностью или частично закручена в спираль. Общая форма белка, которая определяется всеми изгибами, называется тритичной структурой белка. Иногда для белка характерна четвертичная структура, например, гемоглобин. При нагревании белков выше температуры, которая свойственно живым организмам, либо при помещении их в неблагоприятные условия (в кислую или щелочную среду), белки постепенно утрачивают свою структуру, биологическую активность. Этот процесс может быть обратимым, если протекает в мягких условиях. Одна из наиболее важных групп белков - это ферменты. Являются катализаторами всех биохимических процессов в организме. Фермент может состоять из одной белковой цепи или из нескольких. Ферменты теряют активность в результате умеренного нагревания. Температура 50-60 градусов быстро инактивирует ферменты, это необратимо. Этим объясняется тот факт, что непродолжительное воздействие температуры убивает большинство живых организмов. Ферменты не инактивируются замораживанием. При низких температурах реакции протекают медленно или не протекает вовсе, пропившими температуры активность восстанавливается.

Дата добавления: 2015-11-04