1. Классификация дисперсных систем

Вид материала

Документы

Содержание Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз. 46. Стресс. Определение, классификация, стадии развития стресса. 18) Эволюция химических систем. 63) Классификация живых организмов. 28. Единство и многообразие органического мира.

Подобный материал:

• Цели и задачи дисциплины, 19.81kb.
• Вопросы к экзамену по дисциплине «поверхностные явления и дисперсные системы», 37.35kb.
• Программа дисциплины дпп. Ф. 06 Коллоидная химия, 137.52kb.
• Лекция 11. Элементарные механизмы образования дисперсных систем, 346.96kb.
• Увеличение нефтеотдачи пластов с высокоминерализованными водами с применением полимерсодержащих, 462.68kb.
• Лекция Введение в общую теорию поверхностных явлений, 401.03kb.
• Нш-6291. 2010. 3 «Термодинамические, механические, реологические и электрические свойства, 214.42kb.
• Основные понятия теории образования дисперсных систем, 342.31kb.
• Direct Memory Access dma. Драйверы литература, 56.37kb.
• Исследование работы термосифонов при обработке дисперсных и вязких пищевых сред, 136.56kb.

1. Классификация дисперсных систем.
Система называется дисперсной, если в каком-либо веществе (дисперсионной среде) распределено другое вещество (дисперсная фаза) в виде мельчайших частиц. Дисперсные системы являются гетерогенными. Обязательным условием получения дисперсных систем является взаимная нерастворимость диспергируемого вещества и дисперсионной среды. Например, нельзя получить дисперсную систему сахара или поваренной соли в воде, но они могут быть получены в керосине или в бензоле, в которых эти вещества практически нерастворимы.
Дисперсные системы классифицируют по размеру частиц, по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, по характеру взаимодействия между дисперсной фазой и дисперсионной средой. Наиболее распространена классификация по агрегатному состоянию, предложенная Освальдом (табл. 3). Возможны восемь типов дисперсных систем в зависимости от агрегатного состояния распределенного вещества и среды: Г- газообразное вещество, Ж - жидкое, Т - твердое; первая буква относится к распределяемому веществу, вторая - к среде. Все системы, отвечающие коллоидной степени дисперсности, принято называть золями.

Таблица 3
Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды
Таблица 1

Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз.

Дисперсион-ная среда	Дисперс-ная фаза	Примеры дисперсных систем
Твердая	Твердая	Рубиновое стекло; пигментированные волокна; сплавы; рисунок на ткани, нанесенный методом пигментной печати
Твердая	Жидкая	Жемчуг, вода в граните, вода в бетоне, остаточный мономер в полимерно-мономерных частицах
Твердая	Газо- образная	Газовые включения в различных твердых телах: пенобетоны, замороженные пены, пемза, вулканическая лава, полимерные пены, пенополиуретан
Жидкая	Твердая	Суспензии, краски, пасты, золи, латексы
Жидкая	Жидкая	Эмульсии: молоко, нефть, сливочное масло, маргарин, замасливатели волокон
Жидкая	Газо- образная	Пены, в том числе для пожаротушения и пенных технологий замасливания волокон, беления и колорирования текстильных материалов
Газообразная	Твердая	Дымы, космическая пыль, аэрозоли
Газообразная	Жидкая	Туманы, газы в момент сжижения
Газообразная	Газо- образная	Коллоидная система не образуется

Способы получения дисперсных систем
Дисперсные системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными и молекулярными системами. Поэтому их получают двумя способами: дроблением крупных кусков вещества до требуемой дисперсности (диспергирование) или объединением молекул (ионов) в агрегаты коллоидных размеров (конденсация).
Дисперсионные методы получения дисперсных систем
1. Механический
Твердые тела дробятся в специальных дробилках, жерновах, мельницах различной конструкции. Тонко измельченные вещества приобретают множество полезных свойств. Например, красители - лучшую красящую способность, большую устойчивость, более красивые оттенки. Методом механического измельчения получают краски, смазочные материалы, фармацевтические препараты, пищевые продукты.
2. Ультразвуковой
Твердые тела дробят под действием ультразвука. Этим способом получают гидрозоли различных полимеров, серы, графита, органозоли металлов и сплавов.
Конденсационные методы получения дисперсных систем
1. Физические
К ним относится замена растворителя. Например, в раствор серы в этиловом спирте добавляют воду.
2. Химические
В основе лежат химические реакции окисления, восстановления, обмена, гидролиза. Например, FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 ¯ + 3HCl.
Коллоидные растворы
Раздробленное (диспергированное) состояние вещества с размером частиц от 10-9 до 10-7 м называют коллоидным состоянием вещества. Коллоидные растворы изучает раздел науки - коллоидная химия.
Коллоидная химия - это наука о свойствах гетерогенных высокодисперсных систем и протекающих в них процессах.
Основоположником коллоидной химии является англичанин Т. Грэм (1805-1869). Он впервые дал общие представления о коллоидных растворах и разработал некоторые методы их исследования.
Коллоидные растворы проявляют специфические свойства: коагуляции и адсорбции.
Коагуляция - процесс слипания коллоидных частиц, т.е. образования при определенных условиях осадка. Коагуляция происходит в результате лишения коллоидных частиц адсорбционной оболочки, нейтрализации заряда или химических превращений.

Причины коагуляции:
1) нагревание. При нагревании уменьшается адсорбционная способность коллоидных частиц, поэтому крупные частицы, ставшие нейтральными, притягиваются друг к другу, образуя осадок;
2) действие электрического тока. Под действием электрического тока крупные заряженные коллоиды притягиваются к соответствующему (противоположно заряженному) электроду и там разряжаются, образовавшиеся нейтральные частицы притягиваются друг к другу и дают осадок. Явление разряда мицелл под действием электрического тока называется электрофорезом;
3) прибавление сильного электролита приводит к нейтрализации коллоидных частиц;
4) замораживание. При замораживании образуются кристаллики воды, в результате в оставшейся части системы происходит концентрирование золя, и частицы могут приходить друг с другом в контакт и слипаться.
Адсорбция - самопроизвольный процесс увеличения концентрации одного вещества (адсорбата) на поверхности другого (адсорбента).
Адсорбция происходит на любых межфазовых поверхностях, адсорбироваться могут любые вещества.
Развитие промышленного адсорбционного метода началось с очистки углем растворов от примесей в 1785 г. Адсорбционная техника в разные периоды базировалась на применении различных адсорбентов.
До 1914 г. использовали углеродные адсорбенты (их получали из различных видов органического сырья: торфа, бурого и каменного угля, антрацита, дерева, костей).
До 40-х годов CC века в основном применяли силикагель SiO2 для осушки и очистки, разделения спиртов, аминокислот, витаминов, антибиотиков и др.
После 50-х годов CC века и в настоящее время применяются синтетические цеолиты (Me2/nO×Al2O3×SiO2), где Me - это ионы K+ или Na+ (из них делают молекулярные сита). Диаметр пор 4-7Å, (1Å = 10-10 м). Молекулы Н2О поглощают, а большие молекулы - пропускают.
Сейчас адсорбционные процессы базируются на синтетических адсорбентах. В то же время поверхность Земли, дно океана содержат огромный потенциал природных адсорбентов. Дело осталось за малым -придать этим адсорбентам товарный вид.
Применение адсорбции
Адсорбция широко применяется в различных отраслях народного хозяйства. В медицинской практике при пищевых отравлениях в качестве адсорбентов используют молоко и активированный уголь.
В сельском хозяйстве в качестве “банков” удобрений используют цеолиты. Они выделяют ионы К+, NH-4, а поглощают и удерживают Са2+, Mg2+.
В химической технологии адсорбцию используют для очистки нефтепродуктов от малых содержаний воды, серы, селена, мышьяка, фосфора.
В производстве полимеров адсорбенты используют в качестве активных наполнителей, придающих изделию повышенную прочность. Так, изделия, изготовленные из саженаполненной резины, в 10 раз прочнее, чем изделия, изготовленные из резины, наполненной нейтральными наполнителями.
Очистка промышленных газовых выбросов в атмосферу, выхлопных газов, кондиционирование воздуха осуществляются с помощью адсорбентов.
Процессы адсорбции лежат в основе разделения трудноразделимых соединений. Этот метод назван хроматографией, он предложен в 1903 г. русским учёным М.С. Цветом. Хроматография широко используется при разделении и очистке лекарственных веществ, витаминов, пигментов, алкалоидов. С помощью этого метода были разделены искусственно приготовленные трансурановые элементы: Es(№99), Fm(№100), Md(101).
В горнодобывающей отрасли адсорбенты используют для улавливания ценных элементов из больших объёмов жидкости, из которых выделить эти вещества другими методами нерентабельно.
В текстильной и кожевенной промышленности техника адсорбции применяется при крашении волокон, шерсти, кожи.
Адсорбция является необходимым условием для катализа.


46. Стресс. Определение, классификация, стадии развития стресса.
Стресс (напряженность) — это психологическое состояние, вызванное экстремальными для данной личности условиями и проявляющееся в скованности движений и неуверенности при выполнении новых действий, грозящих какой-либо опасностью.
Стресс возникает в ответ на разнообразные экстремальные воздействия — стрессоры. Различают физиологические (чрезмерная физическая нагрузка, высокая и низкая температура, болевые стимулы и т. д.) и психологические стрессоры (угроза, опасность, обида, информационная перегрузка и т. д.). В зависимости от вида стрессора и характера его влияния выделяют физиологический стресс и психологический стресс. Психологический в свою очередь подразделяют на информационный и эмоциональный. Информационный стресс возникает в ситуациях информационных перегрузок, когда человек не справляется с задачей, не успевает принимать верные решения в требуемом темпе при высокой ответственности за последствия принятых решений. Эмоциональный стресс появляется в ситуациях угрозы, опасности, обиды. При этом различные его формы (импульсивная, тормозная, генерализованная) приводят к изменениям в протекании психических процессов, эмоциональным сдвигам, трансформации информационной структуры деятельности, нарушениям двигательного и речевого поведения.
При очень сильном психическом воздействии на человека или при многократном, на протяжении длительного времени, повторяющемся слабом возникает хронический стресс. Помимо хронического существует острый стресс — результат сверхсильного нервного напряжения.
Существует несколько стадий развития стресса:
1) Реакция тревоги. Мобилизируются защитные силы.
2) Стадия устойчивости. Полная адаптация к стрессору.
3) Стадия истощения. Наступает, когда стресс достаточно силен и действует достаточно долго.
Стресс может оказывать как положительное, мобилизующее, так и отрицательное влияние на деятельность вплоть до полной ее дезорганизации. Поэтому оптимизация любого вида деятельности должна включать комплекс мер, предупреждающих причины возникновения стресса. Стресс присутствует в жизни каждого человека, так как наличие стрессовых импульсов во всех сферах человеческой жизни и деятельности, несомненно. Стрессовые ситуации возникают как дома, так и на работе. С точки зрения управления, наибольший интерес для нас представляют организационные факторы, которые вызывают стресс на рабочих местах. Знание этих факторов и уделение им особого внимания поможет предотвратить многие стрессовые ситуации и повысить эффективность управленческого труда, а также достичь целей организации с минимальными психологическими и физиологическими потерями персонала. Ведь именно стресс является причиной многих заболеваний, а значит, наносит ощутимый вред здоровью человека, тогда как здоровье – одно из условий достижения успеха в любой деятельности.
Менеджер вернулся из отпуска; на рабочем столе три десятка газет, несколько журналов и пять книг. Что прочитать сразу, а что отложить «на потом»? Трудно решить. Это зависит от многих причин, которые заранее предусмотреть невозможно. Возникает неспецифическая реакция – информационный стресс. Во время второй мировой войны жители городов прятались в подвалах. Они испытывали сильный эмоциональный стресс, который у большинства из них перешел в хронический. То же произошло со многими ленинградцами, перенесшими блокаду. И, тем не менее, нельзя сказать, что стресс вреден для человека. Он необходим для адаптации организма к меняющимся условиям существования. Мало того, стресс оказывает благотворное влияние на человека, повышая его работоспособность, облегчая выход из экстремальных ситуаций. Во время этих ситуаций пробуждаются скрытые силы организма и человек уверенно оставляет позади трудности, которые в спокойной обстановке оказывались для него непреодолимыми. Организм положительно реагирует на легкий стресс от холода и пищевой стресс. Холодная температура и умеренное недоедание будят скрытые силы организма, активизируют его органы и системы, тонизируют человека.
Причины стресса могут быть следующими:
1) Крушение иррациональных (утопических убеждений). Разрушенные иррациональные убеждения вызывают обиду, зависть, возмущение, патологическую ревность. Человек начинает ворчать, злиться, перестает верить людям, подвергает сомнению честность любого поступка окружающих, постоянно обижается на близких, возмущается несправедливостью руководителей.
2) Возрастные причины. Немало молодых людей, придя на производство, мечтают о невероятной карьере и блестящих успехах, а когда выясняется, что их надежды нереальны, возникает стресс. Стресс от неудач и рухнувших надежд может быть особенно устойчивым. В середине жизни нередко выясняется, что намеченные рубежи либо не достигнуты, либо были намечены ошибочно. Наступает разочарование в жизни, которая прожита зря, и от которой больше ждать нечего. Развивается стресс.
3) Резкая смена эмоциональных состояний. Как это ни парадоксально, стресс может быть вызван и избытком положительных эмоций. Медикам известен «синдром Стендаля». Знакомясь во Флоренции с произведениями художников эпохи Возрождения, Стендаль потерял сознание. Несоизмеримый с возможностями человека объем положительных эмоций может вызвать шоковое состояние.
4) Служебное положение и темперамент руководителя. Проведенное на крупных предприятиях России исследование дало следующие результаты.
Ежедневно испытывают стресс:

Начальник цеха Директор завода
Холерик 40% 21%
Флегматик 20% 16%
Сангвиник 13% 5%

Частота возникновения стресса зависит и от стиля руководства. При автократическом и авторитарном стилях у руководителя, жестко требующего, педантично заставляющего подчиненных выполнять все пункты инструкций, распоряжений, приказов, хотя лично для себя он не считает это обязательным, стресс возникает значительно чаще, чем у коллеги, демонстрирующего демократический и интегративный (соответствующий ситуации) стили управления.
Внутри организации стресс могут вызывать следующие факторы:
1) Перегрузка или слишком малая рабочая нагрузка, т. е. задание, которое следует завершить за конкретный период времени. Работнику просто поручили непомерное количество заданий или необоснованный уровень выпуска продукции на данный период времени. В этом случае обычно возникает беспокойство, а также чувство безнадежности и материальных потерь. Однако недогрузка может вызвать точно такие же чувства. Работник, не получающий работы, соответствующей его возможностям, обычно чувствует беспокойство относительно своей ценности и положения в социальной структуре организации и ощущает себя явно невознагражденным.
2) Конфликт ролей. Конфликт ролей возникает тогда, когда к работнику предъявляют противоречивые требования. Например, продавец может получить задание немедленно реагировать на просьбы клиентов, но, когда его видят разговаривающим с клиентом, то говорят, чтобы он не забывал заполнять полки товаром.
3) Неопределенность ролей. Неопределенность ролей возникает тогда, когда работник не уверен в том, что от него ожидают. В отличие от конфликта ролей, здесь требования не будут противоречивыми, но и уклончивы и неопределенны. Люди должны иметь правильное представление об ожиданиях руководства — что они должны делать, как они должны делать и как их после этого будут оценивать.
4) Неинтересная работа. Некоторые исследования показывают, что индивидуумы, имеющие более интересную работу, проявляют меньше беспокойства и менее подвержены физическим недомоганиям, чем занимающиеся неинтересной работой. Однако взгляды на понятие «интересная» работа у людей различается: то, что кажется интересным или скучным для одного, совсем не обязательно будет интересно другим.
5) Существуют также и другие факторы. Стресс может возникнуть в результате плохих физических условий, например, отклонений в температуре помещения, плохого освещения или чрезмерного шума. Неправильные соотношения между полномочиями и ответственностью, плохие каналы обмена информацией в организации и необоснованные требования сотрудников друг к другу тоже могут вызвать стресс.
Снижая эффективность и благополучие индивидуума, чрезмерный стресс дорого обходится организациям. Многие проблемы сотрудников, которые отражаются как на их заработке и результатах работы, так и на здоровье и благополучии сотрудников, коренятся в психологическом стрессе. Стресс прямо и косвенно увеличивает затраты на достижение целей организаций и снижает качество жизни для большого числа трудящихся.
Если нам удастся положительно повлиять на свои основные жизненные принципы, добиться того, чтобы релаксация и концентрация стали составной частью нашего образа жизни, то мы станем уравновешеннее и будем более спокойно реагировать на стрессогенные факторы. Необходимо знать, что мы в состоянии сознательно воздействовать на те или иные процессы, происходящие в организме, т. е. обладаем способностью ауторегуляции.
Можно выделить четыре основных метода профилактики стресса с помощью ауторегуляции: релаксация, противострессовая «переделка» дня, оказание первой помощи при остром стрессе и аутоанализ личного стресса. Использование этих методов при необходимости доступно каждому.
Если мы неожиданно оказываемся в стрессовой ситуации (нас кто-то разозлил, обругал начальник или кто-то из домашних заставил понервничать) — у нас начинается острый стресс. Для начала нужно собрать в кулак всю свою волю и скомандовать себе «СТОП!», чтобы резко затормозить развитие острого стресса. Чтобы суметь из состояния острого стресса, чтобы успокоиться, необходимо найти эффективный способ самопомощи. И тогда в критической ситуации, которая может возникнуть каждую минуту, мы сможем быстро сориентироваться, прибегнув к этому методу помощи при остром стрессе.


18) Эволюция химических систем.



Химия – наука, изучающая свойства и превращения веществ, сопровождающиеся изменением их состава и строения. Историю химии можно разделить на следующие этапы: 1. Период с древности до 1 в. н.э. (учение Аристотеля о стихиях или элементах). 2. Алхимия (1 в. н.э.- 16 в.). В это же время возникает особое медицинское направление алхимии – иатрохимия. 3. Период зарождения научной химии (16-18 в.). Введено понятие химический элемент. Носителем свойств химического элемента является атом. 4. Период открытия основных законов химии (до 60-х г. 19 в.). 5. Современный период (с 60-х г. 19 в. до настоящего времени).
В развитии химии как науки можно выделить следующие этапы:
1. Учение о составе вещества (17 в.),
2. Структурная химия (18 в.),
3. Учение о химических процессах (19 в.),
4. Эволюционная химия (20 в.).
Главная задача химии - получение веществ с заданными свойствами. Предмет химии - химические системы. Химической системой называется вещество или совокупность веществ в определенном ограниченном объеме. Система может быть гомогенной и гетерогенной. Гомогенной называется система, обладающая на всем протяжении одинаковым химическим составом, одинаковыми химическими и физическими свойствами (состоит из одной фазы). Например, воздух, спирт и вода. Гетерогенная система состоит из двух или нескольких фаз. Например, вода и оксид алюминия, газированная вода. Главная задача химии - получение веществ с заданными свойствами. Предмет химии - химические системы. Химию обычно рассматривали как науку о составе и качественном превращении различных веществ. В первое время именно составом реагирующих веществ пытались объяснить свойства полученных новых веществ. Уже на этом этапе ученые встретились с огромными трудностями. Ведь для того, чтобы понять, какие именно первоначальные элементы определяют свойства простых и сложных веществ, надо, во-первых, уметь различать простые и сложные вещества, а во-вторых, определить те элементы, от которых зависят их свойства. Между тем, долгое время ученые считали, например, металлы сложными веществами, а об элементах существовали самые противоречивые представления. Поэтому, несмотря на обилие эмпирического материала о свойствах различных веществ и их соединений, особенностях протекания разнообразных реакций, в химии, по сути дела, до открытия в 1869 г. периодической системы химических элементов Дмитрием Ивановичем Менделеевым (1834—1907) не существовало той объединяющей концепции, с помощью которой можно было бы объяснить весь накопленный фактический материал, а следовательно, представить все наличное знание как систему теоретической химии. Понятие самоорганизация означает упорядоченность существования материальных динамических, то есть качественно изменяющихся систем. Оно отражает особенности существования таких систем, которые сопровождаются их восхождением на все более высокие уровни сложности и системной упорядоченности или материальной организации. Картина химического мира весьма отчетливо свидетельствует об отборе элементов. Сейчас известно около 8 млн химических соединений. 96% из них созданы природой из 6-18 основных элементов (Na,K,Ca,Mg,Fe,Si,Al,Cl,Cu,Zn), а из оставшихся 95 элементов таблицы Менделеева природа создала лишь 300000 неорганических соединений. Определяющими факторами в отборе являются требования соответствия между строительным материалом и объектами с высокоорганизованной структурой. С химической точки зрения такие требования сводились к отбору элементов, способных к образованию прочных и энергоемких химических связей и лабильных, то есть легко подвергающихся гомолизу, гетеролизу или циклическому распределению. Поэтому углерод - органоген номер 1.Первый концептуальный уровень можно назвать исследованием различных свойств веществ в зависимости от их химического состава, определяемого их элементами. Второй концептуальный уровень познания свойств связан с исследованием структуры, т.е. способа взаимодействия элементов веществ. Эксперимент и производственная практика убедительно доказывали, что свойства полученных в результате химических реакций веществ зависят не только от элементов, но и от взаимосвязи и взаимодействия элементов в процессе реакции. Именно поэтому в процессе познания и использования химических явлений необходимо было учитывать их структуру, т.е. характер взаимодействия составных элементов вещества. Третий концептуальный уровень познания представляет собой исследование внутренних механизмов и условий протекания химических процессов, таких, как температура, давление, скорость протекания реакций и некоторые другие. Все эти факторы оказывают громадное влияние на характер процессов и объем получаемых веществ, что имеет первостепенное значение для массового производства. Наконец, четвертый концептуальный уровень является дальнейшим развитием предыдущего уровня, связанным с более глубоким изучением природы реагентов, участвующих в химических реакциях, а также с применением катализаторов, значительно ускоряющих скорость их протекания. На этом уровне мы встречаемся уже с простейшими явлениями самоорганизации, изучаемыми синергетикой. Характер любой системы, как известно, зависит не только от состава и строения ее элементов, но и от их взаимодействия. Именно такое взаимодействие определяет специфические, целостные свойства самой системы. Поэтому при исследовании разнообразных веществ и их реакционной способности ученым приходилось заниматься и изучением их структур. В качестве первичной химической системы рассматривалась при этом молекула, и поэтому, когда речь заходила о структуре веществ, то имелась в виду именно структура молекулы как наименьшей единицы вещества. Сами представления о структуре молекулы постепенно совершенствовались, уточнялись и конкретизировались, начиная от весьма общих предположений отвлеченного характера и заканчивая гипотезами, обоснованными с помощью систематических химических экспериментов. Однако в отличие от самоорганизации открытых физических систем в химических реакциях важное значение приобретают каталитические процессы. Роль этих процессов усиливается по мере усложнения состава и структуры химических систем. На этом основании некоторые ученые, например, напрямую связывают химическую эволюцию с самоорганизацией и саморазвитием каталитических систем. Другими словами, такая эволюция если не целиком, то в значительной мере связана с процессами самоорганизации каталитических систем. Следует, однако, помнить, что переход к простейшим формам жизни предполагает также особый дифференцированный отбор лишь таких химических элементов и их соединений, которые являются основным строительным материалом для образования биологических систем. В связи с этим достаточно отметить, что из более чем ста химических элементов лишь шесть, названных органогенами, служат основой для построения живых систем. Эволюция понятия химической структуры осуществлялась в направлении, с одной стороны, анализа ее составных частей или элементов, а с другой — установления характера физико-химического взаимодействия между ними. В такой химической системе, как молекула, именно специфический характер взаимодействия составляющих ее атомов определяет свойства молекулы.Важной компонентой, характеризующей химические процессы, является их энергетика, представляющая собой потенциал взаимодействия элементов системы.В ходе эволюции отбирались те системы, которые способствовали резкому повышению активности и селективности действия каталитических групп. На ранних стадиях химической эволюции катализ вообще отсутствовал. Условия высоких температур, электрических разрядов и радиации препятствовали образованию конденсированного состояния. Первые проявления катализа начинались при смягчении условий и образовании первичных тел. Роль катализатора возросла по мере того, как физические условия приблизились к земным. Но роль катализатора вплоть до образования более или менее сложных органических молекул оставалась несущественной. Появление таких относительно несложных систем, как СН ОН а тем более аминокислот и первичных сахаров было своеобразной некаталитической подготовкой старта для большого катализа. Роль катализа в развитии химических систем после достижения стартового состояния начала возрастать сравнительно быстро. Отбор активных соединений происходил в природе из тех продуктов, которые получались относительно большим числом химических способов и обладали широким каталитическим спектром. Термин "эволюция" имеет несколько значений, однако чаще всего он используется как синоним развития. Эволюция в широком смысле - представление об изменениях в природе и в обществе, их направленности, порядке, закономерностях; определенное состояние какой-либо системы рассматривается как результат более или менее длительных изменений ее предшествовавшего состояния; в более узком смысле - представление о медленном постепенном количественном изменении. Любая сложная система, возникшая в процессе эволюции по методу проб и ошибок, должна иметь иерархическую организацию.
Важным достижением явилось создание термостойких полимеров (кремнийорганических, полиимидов и др.). С середины 20 в. происходят коренные изменения в методах химических исследований, в которые вовлекается широкий арсенал средств физики и математики. Классические задачи химии - установление состава и строения веществ - всё успешнее решаются с использованием новейших физических методов.Из числа чисто химических методов, разработанных в 20 в., следует отметить микрохимический анализ, позволяющий производить аналитические операции с количествами веществ, в сотни раз меньшими, чем в методе обычного химического анализа.


63) Классификация живых организмов.


Классификация - система соподчиненных понятий (классов, объектов, явлений) в той или иной отрасли знания или деятельности человека:
- составленная на основе учета общих признаков объектов и закономерных связей между ними;
- позволяющая ориентироваться в многообразии объектов и являющаяся источником знаний о них. В.И. Вернадский - один из первых ученых, который увидел и показал геологическую роль живого вещества на планете. Он определил его как совокупность всех живых организмов, включая человека, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных существ по своей интенсивности, увеличивающейся с ходом времени. Вернадский рассматривал геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого. Для этого целого он разработал 10 отличительных признаков: 1. Для всего живого характерна большая свободная энергия. 2. Благодаря ферментам все хим.реакции в живом веществе ускоряются. 3.Индивидуальные хим. соединения устойчивы только в живых телах. 4. Для живого характерно движение- пассивное (разложение) и активное (собственно передвижение). 5. Живое вещество обнаруживает огромное морфологическое и химическое разнообразие. 6. Живые вещества биогенные и абиогенные имеют сущ. Отличие в содержании изомеров - в них нарушена зеркальная симметрия. 7. Живое - это отдельные дискретные тела (жив. Организмы) 8. Все живое развивается в виде популяций, родов и видов. 9. Для него характерно наличие смены поколений, генетически связанных между собой («Все живое из живого»). 10. Характерен эволюционный процесс с накоплением полезных св-в. Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, постольку реально утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно поэтому В.И.Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей. Сегодня подсчитано, что совокупность всех живых организмов имеет массу 24*10 тонн. В качественном отношении Живые Вещества выступает как наиболее высокоразвитая часть материи Земли. В вещественном отношении - в него всегда входят высокоупорядоченные макромолекулярные орг. соединения . В структурном плане оно имеет клеточное строение. В функциональном отношении для Живых организмов характерно воспроизводство самого себя + наличие обмена веществ и способность к росту.
Взаимодействие живых организмов с компонентами биосферы (литосферой, атмосферой, гидросферой) происходит путем обмена, питания, дыхания и выделения продуктов метаболизма. Все организмы неодинаковы с точки зрения ассимиляции ими веществ и энергии. Растения используют солнечную энергию, осуществляя процесс фотосинтеза, а животные потребляют органические вещества, созданные растениями- фотосинтетиками.
Поэтому все живые организмы по способу питания классифицируются на два класса: автотрофные и гетеротрофные организмы.
Автотрофные организмы, т. е. самопитающиеся, поглощают энергию Солнца и вещества из окружающей среды, создают органические вещества из неорганических. К ним относятся зеленые растения, водоросли и некоторые бактерии.
Гетеротрофные организмы используют в качестве пищи готовые органические вещества, т. е. питаются другими животными организмами, растениями или их плодами. К ним относятся травоядные, хищники и человек.
Выделяют еще миксотрофные организмы, которые в зависимости от условий внешней среды могут сочетать автотрофный и гетеротрофный режимы питания. Например, водные одноклеточные организмы при хорошей освещенности питаются автотрофно, а в темноте переходят к гетеротрофному способу.
Все без исключения «живые» организации обладают:
1.) целостностью,
2.) интегративностью (суммативностью - объединение, координирование отдельных частей, аспектов в целое.)
3.) открытостью,
4.) диссипативностью, (явление, когда энергия, поставляемая локально в определенные места системы, может распространяться по всей системе, то есть делокализоваться.)
5.) нелинейностью,
6.) неравновесностью,
7.) самоорганизованностью.
Жизнь характеризуется высокоупорядоченными структурами, способными к самовоспроизведению. Выделяем следующие основные уровни организации живого:
• Parasite, (паразит) не способны размножаться вне других носителей жизни (пример: вирус);
• Protista organizo (лат. Простейшее живое существо) живые организмы содержащие максимально возможный минимум набора признаков живого организма.
• Difficult compound (сложно составной организм), представляющие собой сложный ансамбль из множества Protista organizo, объединенных и интегрированных в системе тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических и других факторов.
• Population – (популяция) группа организмов одного вида занимающая определённый ареал обитания.
• Vitakoinos (лат. Vita-жизнь и греч. koinos — общий) - совокупность различных живых организмов (и их систем) населяющих определённый участок и характеризующихся определёнными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами окружающей среды.
• Vita Sphere (Сфера жизни) - система живой материи на определенном космическом объекте.
• Vita Geosphere – система, объединяющая организмы и неживую природу на определенном космическом объекте.
Наиболее яркие признаки живого.


1. Живые организмы характеризуются значительно более высоким уровнем самоорганизации, чем неживая природа.
2. Живые организмы используют потоки ресурсов из окружающей среды для поддержания своей упорядоченности (открытые системы). Обмен веществом - это могучая геологическая сила (Вернадский). Живое вещество Земли за год пропускает через себя и преобразует количество химических элементов, соизмеримое с массой земной коры. Интенсивность обмена веществ усиливается способностью живого активно искать ресурсы (питания). Клетка перемещается в сторону увеличения концентрации пищи. Растения тянутся к свету, воздуху, к воде. Человек ищет и добывает ресурсы.
3. Живые объекты уникальны. Не существует двух полностью идентичных живых существ.
4. Живые объекты целеустремленны. Они имеют цели и стремятся к ним.
5. Живые объекты функционируют непрерывно. Организм нельзя временно «выключить». Остановка функционирования равносильна смерти.
6. Всё живое реализует жизненный цикл (онтогенез). Всё рождается и неизбежно умирает.
7. Универсальное свойство всех живых систем - способность реагировать на внешнее воздействие (раздражитель).
К концу XVI — началу XVII вв. сформировался достаточный объём знаний, составивший основу научной классификации. Попытки классификации форм жизни предпринимали многие известных медики этого времени - Иероним Фабриций (1537—1619), ученик Парацельса Северинус (1580—1656), Уильям Гарвей (1578—1657), английский анатом Эдвард Тайсон (1649—1708). Свой вклад сделали энтомологи и первые микроскописты Марчелло Мальпиги (1628—1694), Ян Сваммердам (1637—1680) и Роберт Хук (1635—1702).
Подход, использованный английским натуралистом Джон Реем (1627—1705) при классификации растений в его «Historia Plantarомum», стал важным шагом по направлению к современной таксономии. Рей отверг дихотомическое деление, которое использовалось для классификации видов и типов, предложив систематизировать их по схожести и отличиям, выявленным в процессе изучения.
Однако НАЧАЛО СОВРЕМЕННОЙ НАУЧНОЙ СИСТЕМАТИКЕ ПОЛОЖИЛ ШВЕДСКИЙ ВРАЧ И ЕСТЕСТВОИСПЫТАТЕЛЬ КАРЛ ЛИННЕЙ (основной его труд - "Система природы", 1735). Он разделил природный мир на три царства: минеральное, растительное и животное. Главная заслуга Линнея состоит в том, что он заложил основы современной систематики, утвердил бинарную номенклатуру, т. е. систему двойных латинских обозначений видов, ввел в классификацию живых организмов четкую систему (класс - отряд - род - вид; разновидность), которая с дополнениями используется и в наше время. Он создал удобную систему растительного мира, разбил животный мир на шесть классов (млекопитающие, птицы, земноводные, рыбы, насекомые, черви), поместил в один отряд человека и человекообразных обезьян. Впервые отметил произвольность искусственных систем и указал на необходимость создания естественной системы с учетом всей совокупности признаков организма. Введённый Линнеем метод формирования научного названия для каждого из видов используется до сих пор (применяемые ранее длинные названия, состоящие из большого количества слов, давали описание видов, но не были строго формализованы). Использование латинского названия из двух слов — название рода, затем специфичное имя — позволило отделить номенклатуру от таксономии". Классификация живых существ является одним из наиболее трудных разделов биологической науки. В ней, как в фокусе, концентрируются все наши познания об организмах. Чем глубже и полнее наши сведения об организмах, тем точнее мы их классифицируем. С прогрессом биологической науки совершенствуется и классификация живых существ.
Современная биология в вопросе о сущности живого все чаще идет по пути перечисления основных свойств живых организмов или критериев жизни. При этом подчеркивается то, что только совокупность таких свойств может дать представление о специфике жизни. К числу критериев жизни обычно относят следующие:
. живые организмы характеризуются упорядоченной сложной структурой, уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах;
. живые организмы получают энергию из окружающей среды, причем большинство из них прямо или косвенно используют солнечную энергию;
. все живые организмы, как растения, так и животные, реагируют на изменения в окружающей среде (раздражимость);
. живые организмы не только изменяются, но и усложняются;
. все живое размножается. Способность к самовоспроизведению — основополагающий признак жизни, поскольку при этом проявляется действие механизма наследственности и изменчивости, которые определяют эволюцию всех видов живой природы;
. живые организмы передают по наследству заложенную в них информацию, необходимую для развития и размножения потомства.
Эта информация заложена в генах — единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет направление развития организма. Информация в процессе передачи несколько изменяется, поэтому потомство не только похоже на родителей, но и отличается от них;
. живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствующему образу жизни.
В упрощенном виде можно считать, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут и не размножаются.Современная классификация земных организмов значительно отличается от привычного разделения на животных и растений, которым пользовалось человечество сотни лет.


28. Единство и многообразие органического мира.
Еще на заре развития человеческой культуры людей поражали целесообразность строения отдельных живых существ, и тот порядок, который существует в живой природе в целом. В древнейших индейских, египетских, китайских источниках можно встретить сочинения о взаимосвязи между растениями и животными, о единстве органического мира, и его закономерном взаимодействии с природой.
Единство органического мира
1. Структурное единство. Основная структурная единица всех организмов – клетка.
2. Биохимическое единство, т.е.
— Общий химический состав - белки, жиры, углеводы, ферменты, гормоны и т.д. Например, сходство химического состава хлорофилла с гемоглобином (кровяные пигменты).
— Близкие типы реакций, лежащие в основе биохимических процессов.
— Общая роль белков и нуклеиновых кислот.
3. Общие законы, по которым живут и развиваются все виды животных и растений (закон естественного отбора, закон исторического развития организмов и т. д.).
Единство выражается во взаимосвязях и взаимодействии качественно развивающихся видов животных, растений и микроорганизмов. Эти взаимоотношения служат основой возникновения и развития сообществ, состоящих из разных видов.
Многообразие органического мира

На Земле существуют огромное количество живых существ. Все многообразие живых существ на Земле подчинено строгой иерархии:
гены (вирусы, бактериофаги как формы преджизни) — клетки — ткани — органы — организмы — популяции — сообщества — экосистема (биоценоз) — биосфера.
Элементарной единицей в систематике живых организмов является вид. Существует до десяти млн. видов живых существ. Вид — это генетически стабильная система, группа организмов, которые скрещиваются друг с другом с образованием плодовитого потомства и занимают определенную область географического пространства. Известно 500 000 видов растений и 1 500 000 видов животных. Многообразие не ограничивается числом различных видов. Виды в свою очередь состоят из молодых и взрослых индивидуумов, многие из самцов и самок, у большинства видов есть: разновидности, географические расы, экологические формы. Для них характерно определенное строение и образ жизни. Таким образом, вид — не простое собрание одинаковых индивидуумов, а сложная система группировок, соподчиненных, тесно связанных друг с другом, и тем поддерживающих существование друг друга.
Классификация живых организмов
I. Доклеточные формы жизни — вирусы (рис.1) и фаги (рис.2).

Рис. 1. Строение вируса: 1 — молекула ДНК или РНК; 2 — белковая оболочка.
Рис. 2. Бактериофаг

Вирусы — субмикроскопические доклеточные формы жизни, способные проникать в живые клетки и воспроизводиться внутри них. Вирусы открыты Д. И. Ивановским в 1892 г. В настоящее время известно около 3000 видов вирусов. Они не способны сами синтези¬ровать белок, поэтому получают необходимые для их жизнедея¬тельности вещества, проникая в живую клетку и используя чу¬жие органические вещества и энергию. У человека вирусы вы¬зывают множество заболеваний, включая грипп и СПИД. СПИД — синдром приобретенного иммунодефицита — вы¬зывается особым вирусом. Попадая в клетки крови и мозга, он встраивается в генный аппарат и парализует их защитные свой¬ства. Зараженный вирусом СПИДа человек становится безза¬щитным перед любой инфекцией. До сих пор не разработаны даже теоретические подходы к решению такой задачи, как очи¬стка генетического аппарата клеток человека от чужеродной вирусной информации.
II. Клеточные формы жизни.
1. Доядерные формы (прокариоты).
Просто устроенные одноклеточные организмы без ядра, к ним относятся бактерии и сине-зеленые водоросли.


2. Ядерные формы (эукариоты).
Сложно устроенные, содержащие клеточное ядро с хромосомами и органоиды. Подразделяются на одноклеточные (амебы, инфузории), колониальные (вольвокс) и многоклеточные.

Многоклеточные эукариоты разделяют на 4 царства: грибы; слизевики; растения; животные.
Примерно 1 млрд. лет назад произошло разделение живых существ (органического мира) на два царства — растения и животные. Они различаются: по структуре клеток, по способу питания, по способности к движению. Отнесение к одному из царств проводится по совокупности различий, а не каждому признаку. Например, кораллы, моллюски, речная губка (бодяга) всю жизнь остаются неподвижными, но по всем другим свойствам относятся к животным. Выделяют переходные типы, например, насекомоядные растения — по способу питания относятся к животным; эвглена зеленая — питается как растение, двигается как животное.
Многообразие есть форма устойчивости жизни.