81583

Предмет и задачи биологической химии. Обмен веществ и энергии, иерархическая структурная организация и самовоспроизведение как важнейшие признаки живой материи

Доклад

Биология и генетика

Обмен веществ и энергии иерархическая структурная организация и самовоспроизведение как важнейшие признаки живой материи. Она изучает химическую природу веществ входящих в состав живых организмов их превращения а также связь этих превращений с деятельностью клеток органов и тканей и организма в целом. Из этого определения вытекает что биохимия занимается выяснением химических основ важнейших биологических процессов и общих путей и принципов превращений веществ и энергии лежащих в основе разнообразных проявлений жизни. Важнейшим...

Русский

2015-02-20

106.91 KB

1 чел.

Предмет и задачи биологической химии. Обмен веществ и энергии, иерархическая структурная организация и самовоспроизведение как важнейшие признаки живой материи.

Биологическая химия —это наука о молекулярной сущности жизни. Она изучает химическую природу веществ, входящих в состав живых организмов, их превращения, а также связь этих превращений с деятельностью клеток, органов и тканей и организма в целом. Из этого определения вытекает, что биохимия занимается выяснением химических основ важнейших биологических процессов и общих путей и принципов превращений веществ и энергии, лежащих в основе разнообразных проявлений жизни. Таким образом, главной задачей биохимии является установление связи между молекулярной структурой и биологической функцией химических компонентов живых организмов.

Наиболее важными и приоритетными фундаментальными направлениями научных исследований в биохимии и молекулярной биологии являются генетическая инженерия и биотехнология, которым придается исключительное значение. Усилия ученых сосредоточены на создании и производстве препаратов для медицины (гормоны, ферменты, моноклональные антитела, биоактивные пептиды, вакцины, интерферон, простагландины и др.), сельского хозяйства (регуляторы роста растений, феромоны для борьбы с вредителями растений), промышленности (пищевые и вкусовые добавки). Эта новая технология может решать ряд важных проблем в медицине (пренатальная диагностика болезней, генотерапия и др.).

В настоящее время перед биологической наукой поставлена задача — обеспечить преимущественное развитие научных исследований по следующим основным направлениям: разработка методов генетической и клеточной инженерии, создание на их основе новых процессов для биотехнологических производств с целью получения принципиально новых пород животных, форм растений с ценными признаками; разработка новых методов и средств диагностики, лечения и профилактики наследственных заболеваний; разработка научных основ инженерной энзимологии; разработка и внедрение новых биокатализаторе в (в том числе иммобилизованных) и оптимизация с их помощью биотехнологических процессов получения химических и пищевых продуктов; исследования структуры и функции биомолекул клетки; изучение молекулярных и клеточных основ иммунологии, а также генетики микроорганизмов и вирусов, вызывающих заболевания человека и животных, создание методов и средств диагностики, лечения и профилактики этих заболеваний; исследования молекулярно-биологиче-ских механизмов канцерогенеза, природы онкогенов и онкобелков, их роли в малигнизации клеток и создание на этой основе методов диагностики и лечения опухолевых заболеваний человека; исследования проблем биоэнергетики, питания, психики и молекулярных основ памяти и деятельности мозга. Таким образом, можно наметить следующие главные направления развития исследований в области биологической химии на ближайшую и отдаленную перспективу, так называемые горизонты биохимии:

1. Дифференцировка клеток высших организмов (эукариот).

2. Организация и механизм функционирования генома.

3. Регуляция действия ферментов и теория энзиматического катализа.

4. Процессы узнавания на молекулярном уровне.

5. Молекулярные основы соматических и наследственных заболеваний человека.

6. Молекулярные основы злокачественного роста.

7. Молекулярные основы иммунитета.

8. Рациональное питание.

9. Молекулярные механизмы памяти.

10. Биосинтез белка.

11. Биологические мембраны и биоэнергетика.

Основное назначение биологической химии сводится к тому, чтобы решать на молекулярном уровне задачи фундаментальные, общебиологические, включая проблему зависимости человека от экосистемы, которую необходимо не только понимать, но защищать и научиться разумно ею пользоваться.

Важнейшим признаком всего живого является обмен веществ. Обмен веществ обеспечивает присущее живому организму как системе динамическое равновесие, при котором взаимно уравновешиваются синтез и разрушение, размножение и гибель. В основе реакций обмена веществ лежат физико-химические взаимодействия между атомами и молекулами, подчиняющиеся единым для живой и неживой материи законам. Сказанное означает, что сама возможность существования жизни, в первооснове своей, сводится к элементарным актам физико-химических процессов. Обмен веществ состоит из двух противоположных, одновременно протекающих процессов. Первый — анаболизм — объединяет все реакции, связанные с синтезом необходимых веществ, их усвоением и использованием для роста, развития и жизнедеятельности организма. Второй — катаболизм — включает реакции, связанные с распадом веществ, их окислением и выведением из организма продуктов распада. В целом же, обмен веществ представляет собой комплекс биохимических и энергетических процессов, обеспечивающих использование пищевых веществ для нужд организма и удовлетворения его потребностей в пластических и энергетических веществах.

Живой организм – сложная, упорядоченная иерархическая структурная организация. Уровень организации живой материи повышается в ходе эволюции. Формирование каждой следующей ступени иерархии уровней происходит на основе предыдущей, которая структурно в неё входит. Существует множество теорий о структурной организации живой материи. Наиболее известная из них оценивает иерархию по критерию масштабности. Согласно ей, жизнь имеет следующие уровни организации:

  1.  Молекулярный уровень - отражает особенности химизма живого вещества, а также механизмы и процессы передачи генной информации
  2.  Клеточный и субклеточный уровни - отражают особенности специализации клеток, а также внутриклеточные структуры. На этом уровне происходят процессы жизнедеятельности (обмен веществ, питание, дыхание, раздражимость и т. д.)
  3.  Организменный и органно-тканевый уровни - отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живых существ
  4.  Популяционно-видовой уровень - образуется свободно скрещивающимися между собой особями одного и того же вида, совокупность особей одного вида
  5.  Уровень биогеоценозов - структуры, состоящие из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющих единый природный комплекс – экосистему
  6.  Биосферный - вся совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой

Еще одним качеством, благодаря которому возможна жизнь - это свойство живых организмов к самовоспроизведению. Самовоспроизведение свойственно целым организмам, отдельным их органам, тканям, клеткам, клеточным включениям и многим органеллам. Самовоспроизведение осуществляется посредством вегетативного, полового и бесполого размножений, у животных - путем деления, живорождения, яйцерождения и яйцеживорождения. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, которое обусловлено информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте ДНК,. Самовоспроизведение тесно связано с явлением наследственности: любое живое существо рождает себе подобных, путем реализации механизма матричного синтеза ДНК.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83829. Топографическая анатомия ягодичной области. Хирургическая тактика при ранении ягодичной области 54.75 KB
  Хирургическая тактика при ранении ягодичной области. отделе среднеягодичной мышцы затем образует влагалище для большой ягодичной мышцы. Грушевидная мца делит большое седалищное отверстие на formen suprpiriforme образовано нижним краем средней ягодичной мышцы и верхним краем грушевидной мцы.
83830. Сосуды и нервы бедра. Бедренная артерия, бедренная вена, седалищный нерв 54.02 KB
  Область бедра Границы: Верхняя передняя паховая связка или соответствующая ей паховая складка; верхняя задняя ягодичная складка; нижняя кру говая линия проведенная на 4 см выше основания надколенника. Передняя область бедра Кожные нервы формируются из поясничного сплетения: r. cutneus femoris lterlis снабжает наружную поверхность бедра: пп.
83831. Сосудистая и мышечная лакуна. Стенки, содержимое, клиническое значение 313.45 KB
  У верхней гранипы бедра находится пространство ограниченное спереди паховой связкой сзади и снаружи лобковой и подвздошной костями. Передняя стенка мышечной лакуны образована паховой связкой медиальная rcus iliopectineus. С медиальной стороны под паховой связкой находится lcun vsorum. Ее стенками являются: спереди паховая связка; сзади лобковая кость с подвздошнолонной связкой; снаружи rcus iliopectmeus: изнутри lig.
83832. Проекционная линия бедренной артерии. Перевязка бедренной артерии. Приводящий канал 51.33 KB
  Перевязка бедренной артерии. Проекционная линия бедренной артерии. Перевязка бедренной артерии Проекционная линия линия Кэна проходит сверху вниз снаружи кнутри от середины расстояния между верхней передней подвздошной остью и лобковым симфизом к приводящему бугорку бедренной кости.
83833. Большая подкожная вена. Хирургическое лечение варикозного расширения вен нижних конечностей 49.82 KB
  Большая подкожная вена нижней конечности являясь продолжением медиальной краевой вены переходит на голень по переднему краю внутренней лодыжки далее вдоль медиального края большеберцовой кости и огибая медиальный мыщелок в области коленного сустава сзади переходит на внутреннюю поверхность бедра. Одновременно перевязывают все вены впадающие в большую подкожную вену ноги у бедренного кольца. Принцип операции Троянова Тренделенбурга полностью сохраняется и в отношении перевязки малой подкожной вены ноги. Операция Бэбкока Основной принцип...
83834. Сосуды и нервы голени. Большеберцовый и малоберцовый нервы 237.04 KB
  Передняя поверхность голени В переднем ложе расположены m. В верхней трети голени нерв располагается латерально от артерии в средней трети пересекает артерию спереди в нижней трети проходит медиально от артерии. В латеральном отделе голени на границе нижней и средней третей голени поверхностный малоберцовый нерв прободает фасцию и выходит в подкожную клетчатку.
83835. Передняя и задняя большеберцовые артерии. Проекционные линии и техника перевязки артерий голени 47.22 KB
  Перевязка передней большеберцовой артерии Проекционная линия артерии соединяет середину расстояния между головкой малоберцовой кости и tuberosits tibie с серединой расстояния между лодыжками. Перевязка задней большеберцовой артерии Проекционная линия артерии проходит от точки находящейся на 1 см кзади от внутреннего края большеберцовой кости вверху до середины расстояния между внутренней лодыжкой и ахилловым сухожилием внизу. Перевязка задней большеберцовой артерии в средней трети голени.
83836. Топографическая анатомия стопы 53.35 KB
  Продолжение передней большеберцовой артерии с одноименными венами н n. dorslis pedis отдает следующие ветви: латеральные и медиальные предшюсневые артерии: дугообразную артерию из которой начинаются три тыльные плюсневые артерии: глубокую подошвенную ветвь анастомознрующую с латеральной подошвенной артерией. На уровне основания V плюсневой кости подошвенные артерии образуют rcus plntris. От дуги начинаются плюсневые подошвенные артерии из которых возникают пальцевые подошвенные артерии.
83837. Сосудистый шов. Показания, техника, осложнения 53.08 KB
  По отношению к окружности сосуда швы бывают циркулярными и боковыми. Циркулярный шов накладывается при полном разрыве или нарушении целостности сосуда на протяжении 2 3 длины окружности. Боковой шов накладывается при продольном направлении раны стенки сосуда или при поперечной ране не превышающей 1 3 длины окружности. Недостатки: шов охватывает сосуд неподатливым кольцом: шовный материал выходит в просвет сосуда; не всегда обеспечивается герметичность шва.