Живые организмы это способ существования коллоидных систем имеет место быть

Что такое жизнь и каковы основные свойства живых систем — Введение в биологию — ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

Изучение свойств объектов живой природы показало, что жизнь связана со сложным коллоидным состоянием протопласта (содержимого клетки), для которого характерны обмен веществ и энергии, обусловленные реализацией наследственной информации, заключенной в нуклеиновых кислотах. Живые системы от клетки до биосферы в целом представляют собой системы, ассимилирующие энергию из внешней среды таким образом, что могут активно противостоять разрушению сложившейся организованности, т.е. противостоять процессу, характерному для всех тел неорганической природы.

По современным представлениям, жизнь — это способ существования открытых коллоидных систем, обладающих свойствами саморегуляции, воспроизведения и развития на основе биохимического взаимодействия белков, нуклеиновых кислот и других соединений вследствие преобразования веществ и энергии из внешней среды.

Живые системы обладают рядом общих свойств и признаков, которые отличают их от неживой природы.

Живые организмы отличаются высокоупорядоченным строением, их структурной и функциональной единицей является клетка.

Все организмы представляют собой открытые системы, являющиеся устойчивыми лишь при условии непрерывного доступа к ним веществ и энергии извне. Живые организмы извлекают, преобразуют и используют вещества и энергию из окружающей среды и возвращают в нее продукты распада и преобразованную энергию, например, в виде тепла. Таким образом, для организмов характерен обмен веществ с окружающей средой и энергозависимость.

Для живых систем характерно такое свойство, как дискретность (прерывистость). Это означает, что живой организм или иная биологическая система отграничены от окружающей среды структурами, которые затрудняют обмен веществ, сводят к минимуму потери веществ и служат для поддержания пространственного единства системы.

В то же время любая живая система характеризуется целостностью — составляющие ее дискретные части интегрированы в единое целое.

Живые организмы обладают способностью поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность обменных процессов. Недостаток поступления каких-либо веществ мобилизует внутренние ресурсы организмов, а избыток вызывает прекращение синтеза этих веществ. Это свойство называется саморегуляция.

В течение жизни организмы претерпевают ряд количественных (возрастает число клеток, масса) и качественных (дифференцировка клеток, образование тканей и органов, старение и др.) изменений, т.е. они обладают способностью к росту и развитию.

Живые организмы размножаются. При размножении они воспроизводят себе подобных, увеличивая численность.

Воспроизведение себе подобных тесно связано с наследственностью— способностью организмов передавать потомкам свои признаки и свойства в неизменном виде. В основе наследственности — стабильность носителей генетической информации — нуклеиновых кислот. Генетический материал определяет возможные пределы развития организма, его структур, функций и реакций на окружающую среду. В то же время потомки обычно бывают похожи на своих родителей, а не идентичны им. Способность организмов приобретать новые свойства и признаки называется изменчивостью.

Живые организмы адаптированы к среде обитания. Особенности строения, функций и поведения данного организма, соответствующие его образу жизни, называют адаптациями.

Для живых организмов характерна раздражимость — способность отвечать на определенные внешние воздействия специфическими реакциями. Любое изменение в окружающей среде является раздражителем, а реакция организма — проявлением раздражимости. Сочетания раздражитель — реакция могут накапливаться в виде опыта и использоваться в дальнейшем.

Библиотека образовательных материалов для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы из сети Интернет, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

© 2014-2021 Все права на дизайн сайта принадлежат С.Є.А.

Источник

Лако-красочные материалы — производство

Технологии и оборудование для изготовления красок, ЛКМ

ЗНАЧЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ И КОЛЛОИДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПРИРОДЕ И ТЕХНИКЕ

Коллоидные системы чрезвычайно широко распространены в природе. Огромное значение они имеют и в современной тех­нике. Ниже приведены некоторые примеры, характеризующие роль коллоидных систем и коллоидных процессов в окружающем нас мире. Много других примеров, показывающих роль коллоидной химии в практической деятельности человека, будет дано по ходу изложения курса [2].

Коллоидные системы и коллоидные явления наблюдаются дале­ко за пределами Земли. Как известно, межзвездная материя состоит главным образом из газов и пыли, причем с помощью наблюдений над поглощением света было показано, что размер пылинок, со­держащихся в космическом пространстве, обычно не превышает 3-Ю»5 см, т. е. пылинки-имеют типичные коллоидные размеры.

Кометы, являющиеся газово-пылевыми облаками, представляют собою, таким образом, колоссальные коллоидные системы, а ха­рактерное свечение комет, возникающее в результате освещения мельчайших частиц лучами солнца, является не чем иным, как проявлением светорассеяния. Остается пока неясным, чем обус­ловлено длительное существование комет — огромной разрежен­ностью космического газово-пылевого облака и малой частотой встреч отдельных частиц друг с другом, или относительной агрега — тивной устойчивостью системы, определяющейся каким-нибудь фактором, например электрическим зарядом частиц, который мо­жет возникать вследствие адсорбции пылевыми частицами ионов. Как теперь установлено, в космическом пространстве содержатся большие количества ионов, образующихся в результате действия различных излучений на молекулы газов.

Проблема создания солнечной системы, или, по крайней мере, проблема образования планет вокруг Солнца, также имеет прямое отношение к коллоидным явлениям, как отмечал еще Аррениус. По космогоническим представлениям Кейпера, Юри, В. Г. Фесен — кова, солнечная система образовалась из газово-пылевого веще­ства. Согласно одной из теорий образования планет, развитой О. Ю. Шмидтом, планеты возникли из газово-пылевого облака, за­хваченного Солнцем. Известно, что в пространствах нашей Га­лактики существует множество таких облаков, и нет оснований считать, что окружавшее Солнце допланетное облако материи, ка­ково бы ни было его происхождение, существенно отличалось по составу от галактических облаков.

Правильность своей теории О. Ю. Шмидт остроумно доказы­вает тем, что планеты имеют почти круговые орбиты. Планеты с такими орбитами могли образоваться только путем объединения. большого числа тел, содержащихся в газово-пылевом облаке, дви­гавшихся до того по самостоятельным эллиптическим орбитам во­круг Солнца. О. Ю. Шмидт не рассматривал детально механизм объединения пылевых частиц, но можно думать, что при этом су-» щественную роль играют те же факторы, что при слипании частиц аэрозолей. Безусловно, на процесс образования агрегатов должны влиять поверхностные силы, наличие у частиц электрического за­ряда и т. д. Картина, конечно, сильно усложняется тем, что га — зово-пылевое облако находится под интенсивным действием такого мощного фактора, как солнечное излучение во всех его видах.

Коллоидные системы и процессы имеют огромное значение для метеорологических явлений, при образовании горных пород и ми­нералов, в сельском хозяйстве.

Облака и туманы представляют собою коллоидные системы типа Ж/Г, причем очень часто их частицы несут электрический за­ряд. Дождь, грозовые разряды и другие метеорологические явле­ния должны рассматриваться как явления, связанные с коллоид­ными процессами.

В настоящее время в результате всестороннего изучения свойств аэрозолей Б. В. Дерягиным, Н. А. Фуксом, И. В. Петря — новым, А. Г. Амелиным и другими советскими учеными разрабо­таны способы борьбы с пылями, дымами и туманами, а также спо­собы искусственного вызывания осадков, что чрезвычайно важно для сельского хозяйства.

Образование дельт при впадении рек в море также является в значительной мере коллоидным процессом. В пресной воде рек обычно содержится огромное число взвешенных минеральных час­тиц с размерами, близкими к коллоидным. Эти частицы обладают электрическим зарядом, как и большинство коллоидных частиц. При впадении рек в море в результате смешения речной воды с морской, содержащей значительное количество электролитов, взвешенные частицы теряют устойчивость, слипаются друг с дру­гом и в виде агрегатов выпадают на дно, образуя отмели.

Огромное значение имеет коллоидная химия в земледелии. Почва является сложнейшей коллоидной системой. Размер и форма частиц почвы, наряду с их природой, определяют водо­проницаемость и поглотительную способность почвы, которые в свою очередь влияют на урожайность. Пески, обладающие не­высокой дисперсностью, легко пропускают воду, высокодисперс­ные же глины, наоборот, хорошо удерживают влагу. Присутствие щелочен повышает дисперсность и гидрофильность почв. В проти­воположность этому соли кальция коагулируют почву и понижают ее гидрофильность. На этом основано известкование почвы, при­меняемое Для того, чтобы понизить способность почвы удерживать влагу. В последнее время широко применяются так называемые структурирующие агенты на основе некоторых полимеров, внесе­ние которых в почву устраняет эрозию и придает почве желатель­ные свойства.

В народном хозяйстве нет ни одной отрасли промышленности, которая в той или иной степени не имела бы дела с коллоидными системами и коллоидными процессами. Например, задачей метал­лурга является получение металла с оптимальной микро — и уль­трамикроструктурой, что осуществляется введением в сплав определенных присадок. В металлообрабатывающей промышлен­ности такие процессы, как закалка, отжиг и прокатка, также имеют целью изменение в нужном направлении микроструктуры металла.

Керамическое производство теснейшим образом связано с кол­лоидной химией, поскольку основное сырье этого производства — глиняное тесто является концентрированной суспензией гидрати — рованных силикатов алюминия. Существенно, что качество глины определяется более физическими свойствами ее частиц (размер, форма, состояние поверхности), нежели химическими свойствами.

Другое использование глин уже в качестве компонентов рас­творов, используемых при бурении, катализаторов, носителей ка­тализаторов, осушителей и осветлителей различных жидкостей, начиная от вина и кончая продуктами нефтеперерабатывающей промышленности, разрабатывается на Украине Ф. Д. Овчаренко с сотр.

Весьма важны закономерности коллоидной химии при созда­нии на базе минерального сырья новых строительных материалов. Фундаментальные исследования П. А. Ребиндера и его школы в области вяжущих средств привели к созданию конструкционных материалов, обладающих повышенной прочностью и рядом дру­гих ценных свойств.

С коллоидной химией связаны и производства, перерабатываю­щие органическое сырье. Например, технология получения бумаги включает процессы измельчения растительного волокна до высо­кой степени дисперсности, приготовление дисперсий различных проклеивающих агентов (канифоли, искусственных смол, каучука) и отложение на поверхности измельченного волокна в результате коагулирующего действия электролитов частиц этих дисперсий, что придает бумаге ряд ценных свойств.

Крашение волокна и дубление кожи является также примером технологий, где основную роль играют коллоидные процессы. Кра­шение и дубление заключается в диффузии коллоидных частиц красителя или дубителя в ткань или голье, в коагуляции этих час­тиц при соприкосновении с элементарными волоконцами и в фик­сации скоагулированных частиц на элементарных волоконцах.

В производстве синтетического каучука, резины и пластмасс коллоидные процессы играют немаловажную роль. Так, эмульсион­ная полимеризация, в результате которой получают дисперсии синтетических каучуков (синтетические латексы), это процесс, про­текающий в коллоидной системе. Резина и различные пластмассы обычно содержат мельчайшие частицы минеральных наполните­лей, придающие им нужные свойства, и поэтому должны рассмат­риваться как коллоидные системы.

Основной операцией производства лаков и красок является из­мельчение пигментов в соответствующих средах до возможно бо­лее высокой степени дисперсности. Цвет и кроющая способность лаков или красок в большой степени зависят от размера частиц пигмента.

Многие основные операции в фармацевтической промышленно­сти являются по существу коллоидными процессами Например, изготовление эмульсий, кремов, мазей сводится к диспергирова­нию нужных веществ в подходящих средах. Некоторые лекарства применяются в коллоидной форме. Так, колларгол представляет собою тончайшую дисперсию препарата серебра. Введение в ор­ганизм лекарства в коллоидной форме, во-первых, локализует его действие, а, во-вторых, увеличивает срок его действия на больной орган, так как такое вещество выводится из тканей организма го­раздо медленнее, чем если бы оно было введено в виде обычного раствора.

Вспомогательные операции в ряде производств очень часто представляют собою коллоидные процессы. Например, выделение воды из нефти на нефтеперерабатывающих заводах, разрушение эмульсий, образующихся в химических производствах при про­мывке того или иного жидкого продукта водой, приготовление раз­личных эмульсий в текстильном, кожевенном и ряде других про­изводств. Типичными коллоидными процессами являются водо — и газоочистка. Водоочистка сводится к коагуляции взвешенных в воде мельчайших частиц электролитами или к извлечению из воды примесей путем адсорбции. Один из современных способов газоочистки заключается в придании содержащимся в газе или дыме твердым или жидким частицам достаточно большого элек­трического заряда и затем в отложении заряженных частиц на противоположно заряженном электроде. Более подробно такой способ газоочистки рассмотрен в гл. XI.

Мы рассмотрели здесь значение для человека коллоидных си­стем и коллоидных процессов, но ничего не сказали о роли в при­роде и технике высокомолекулярных соединений, растворы кото­рых обладают многими коллоидными свойствами. Значение высо­комолекулярных соединений в технике будет показано в гл. XIV настоящего курса. Здесь же только укажем, что организмы расте­ний и животных состоят из растворов и студней высокомолекуляр­ных веществ. Поэтому биохимия и медицина теснейшим образом связаны с коллоидной химией. Заметим также, что многие техно­логические процессы пищевой промышленности по существу яв­ляются коллоидными процессами. В хлебопекарной промышлен­ности при приготовлении теста огромное значение имеют явления набухания, а при выпекании хлеба — явления коагуляции. Приго­товление маргарина, соусов и майонезов представляет собою не что иное, как процесс эмульгирования. В молочной промышлен­ности получение простокваши и сыра является процессом коагу­ляции и синерезиса (явление, обратное набуханию). Наконец, за­солка и варка мяса также сводятся к явлениям коагуляции или, точнее, денатурации белков.

Источник