Зміст:

Неживої природи. 3

Будова, походження і еволюція Нашої Всесвіту. 3

Походження і Еволюція. 3

Будова. 5

Жива природа. 9

Білки. Склад. Первинне, вторинне, третинне і четвертинний будову.
Роль білків. 9

Склад білків 9

Будова білків 10

Роль білків. 10

Література. 12

неживої природи.

Будова, походження і еволюція Нашої Всесвіту.

Походження і Еволюція.

Всесвіт постійно розширюється. Той момент, з якого Всесвітпочатку розширяться, прийнято вважати її початком. Першу еру в історіївсесвіту називають "великим вибухом".

На самому ранньому етапі, у перші миті "великого вибуху" вся матеріябула сильно розпеченої і густою сумішшю часток, античастинок івисокоенергічних гамма-фотонів. Частки при зіткненні з відповіднимиантичастинками анігілювати, але виникають гамма-фотони моментальноматеріалізувалися в частинки і античастинки.

Під розширенням Всесвіту мається на увазі такий процес, коли те жсаме кількість елементарних частинок і фотонів займають постійнозростаючий обсяг. На початковому етапі розширення Всесвіту з фотонівнароджувалися частки і античастинки. Цей процес постійно слабшав, щопризвело до вимирання частинок і античастинок. Оскільки анігіляція можевідбуватися при будь-якій температурі, постійно здійснюється процес частка
+ Античастинка? 2 гамма-фотона за умови дотику речовини зантиречовиною. Процес матеріалізації гамма-фотон? частка + античастинкаміг протікати лише при досить високій температурі. Згідно з тим, якматеріалізація в результаті знижується температури розжареного речовиниприпинилася. Еволюцію Всесвіту прийнято поділяти на чотири ери:адронів, лептонів, фотонів і зоряну. а) Адронний ера. При дуже високих температурах і щільності в самомупочатку існування Всесвіту матерія складалася з елементарних часток.
Речовина на ранньому етапі складалося з адронів, і тому рання ераеволюції Всесвіту називається адронів, незважаючи на те, що в той часіснували і лептони.

Через мільйонну частку секунди з моменту народження Всесвіту, температура
T впала на 10 більйонів Кельвіна (1013K). Середня кінетична енергіяkT частинок і фотонів h? становила близько мільярда еВ (103 МеВ), щовідповідає енергії спокою баріонів. У першу мільйонну частку секундиеволюції Всесвіту відбувалася матеріалізація всіх баріонів необмежено,так само, як і анігіляція. Але після цього часу матеріалізаціябаріонів припинилася, тому що при температурі нижче 1013 K фотони НЕволоділи вже достатньою енергією для її здійснення. Процес анігіляціїбаріонів і антібаріонов продовжувався до тих пір, поки тиск випромінювання невідокремив речовина від антиречовини. Нестабільні гіперонів (найважчі збаріонів) в процесі мимовільного розпаду перетворилися на найлегшіз баріонів (протони і нейтрони). Так у всесвіті зникла найбільшагрупа баріонів - гіперонів. Нейтрони могли далі розпадатися в протони,які далі не розпадалися, інакше б порушився закон збереженнябаріонів заряду. Розпад гіперонів відбувався на етапі з 10-6 до 10-4секунди.

До моменту, коли вік Всесвіту досяг однієї десятитисячне секунди
(10-4 с.), Температура її знизилася до 1012 K, а енергія частинок і фотонівпредставляла лише 100 МеВ. Її не вистачало вже для виникнення найлегшихадронів - півонії. Півонії, що існували раніше, розпадалися, а нові немогли виникнути. Це означає, що до того моменту, коли вік Всесвітудосяг 10-4 с., у неї зникли всі мезони. На цьому й кінчається адронний ера,тому що півонії є не тільки найлегшими мезонами, а йнайлегших адронів. Ніколи після цього сильна взаємодія (ядернасила) не проявлялася у Всесвіті в такій мірі, як у адронний еру,що тривала всього лише одну десятитисячну частку секунди. б) Лептонний ера. Коли енергія частинок і фотонів знизилася в межахвід 100 МеВ до 1 МеВ в речовині було багато лептонів. Температура буладостатньо високою, щоб забезпечити інтенсивне виникнення електронів,позитронів і нейтрино. Ядерна фізика (протони і нейтрони), які пережили адроннийеру стали в порівнянні з лептона і фотонами зустрічатися набагато рідше.

Лептонний ера починається з розпаду останніх адронів - півонії - в мюониі мюонне нейтрино, а закінчується через кілька секунд при температурі 1010
K, коли енергія фотонів зменшилася до 1 МеВ і матеріалізація електроніві позитронів припинилася. Під час цього етапу починається незалежнеіснування електронного і мюонного нейтрино, які ми називаємо
"Реліктовими". Весь простір Всесвіту сповнене величезною кількістюреліктових електронних і мюонним нейтрино. Виникає нейтринної море. в) Фотонна ера або ера випромінювання. На зміну лептонний ери прийшла еравипромінювання, як тільки температура Всесвіту знизилася до 1010 K, аенергія гамма фотонів досягла 1 МеВ, відбулася лише анігіляціяелектронів і позитронів. Нові електронно-позитронного пари не могливиникати внаслідок матеріалізації, тому, що фотони не володілидостатньою енергією. Але анігіляція електронів і позитронів триваладалі, поки тиск випромінювання повністю не відокремив речовина відантиречовини. З часу адронний і лептони ери Всесвіт була заповненафотонами. До кінця лептонний ери фотонів було в два мільярди разів більше,ніж протонів і електронів. Найважливішою складовою Всесвіту після лептоннийери стають фотони, причому не тільки за кількістю, але і за енергією.

Для того щоб можна було порівнювати роль частинок і фотонів у
Всесвіту, була введена величина щільності енергії. Ця кількість енергіїв 1 куб.см, точніше, середня кількість (виходячи з передумови, що речовинау Всесвіті розподілена рівномірно). Якщо скласти докупи енергію h? всіхфотонів, присутніх в 1 куб.см, то ми отримаємо щільність енергіївипромінювання Er. Сума енергії спокою всіх частинок в 1 куб.см є середньоюенергією речовини Em у Всесвіті.

Внаслідок розширення Всесвіту знижувалася щільність енергії фотонів ічастинок. Зі збільшенням відстані у Всесвіті в два рази, обсяг збільшивсяу вісім разів. Іншими словами, щільність частинок і фотонів знизилася ввісім разів. Але фотони в процесі розширення ведуть себе інакше, ніж частинки.
У той час як енергія спокою під час розширення Всесвіту не змінюється,енергія фотонів при розширенні зменшується. Фотони знижують свою частотуколивання, немов "втомлюються" з часом. Внаслідок цього щільність енергіїфотонів (Er) падає швидше, ніж щільність енергії часток (Em).
Переважання у всесвіті фотонній складовою над складовою частинок (маєтьсяна увазі щільність енергії) протягом ери випромінювання зменшувалася до тихпір, поки не зникла повністю. До цього моменту обидві складові прийшли врівновага (тобто Er = Em). Закінчується ера випромінювання і разом з цим період
"Великого вибуху". Так виглядала Всесвіт у віці приблизно 300 000 років.
Відстані в той період були в тисячу разів коротше, ніж в даний час.

"Великий вибух" тривав порівняно недовго, всього лише однутридцятитисячний нинішнього віку Всесвіту. Незважаючи на стислістьстроку, це все ж таки була сама славна ера Всесвіту. Ніколи після цьогоеволюція Всесвіту не була настільки стрімка, як в самому її початку, підчас "великого вибуху". Усі події у Всесвіті в той період стосувалисявільних елементарних частинок, їх перетворень, народження, розпаду,анігіляції. Не слід забувати, що в такий короткий час (всього лишекілька секунд) з багатого розмаїття видів елементарних частинокзникли майже всі: одні шляхом анігіляції (перетворення в гамма-фотони),інші шляхом розпаду на найлегші баріони (протони) і на найлегшізаряджені лептони (електрони). г) Зоряна ера. Після "великого вибуху" настала тривала ераречовини, епоха переважання частинок. Ми називаємо її зіркової ерою. Вонатриває з часу завершення "великого вибуху" (приблизно 300
000 років) до наших днів. У порівнянні з періодом "великим вибуху" їїрозвиток представляється як ніби надто уповільненим. Це відбувається зпричини низької щільності і температури.

Будова.

Зірки у Всесвіті об'єднані в гігантські Зоряні системи,звані галактиками. Зоряна система. У складі якої, як пересічназірка знаходиться наше Сонце, називається Галактикою.

Число зірок в галактиці порядку 1012 (трильйона). Чумацький шлях, світласрібляста смуга зірок опоясує все небо, складаючи основну частинунашої Галактики. Чумацький шлях найбільш яскравий у сузір'ї Стрільця, дезнаходяться наймогутніші хмари зірок. Найменш ярок він у протилежнійчастині неба. З цього неважко вивести висновок, що сонячна система незнаходиться в центрі Галактики, який від нас видно в напрямку сузір'я
Стрільця. Чим далі від площини Молочного Шляху, тим менше там слабкихзірок і тим менш далеко в цих напрямках тягнеться зоряна система.

Наша Галактика займає простір, що нагадує лінзу або сочевицю,якщо дивитися на неї збоку. Розміри Галактики були намічені по розташуваннюзірок, які видно на великих відстанях. Це цефіди та гарячі гіганти.
Діаметр Галактики приблизно дорівнює 3000 пк (Парсек (пк) - відстань, зяким велика піввісь земної орбіти, перпендикулярна променя зору, виднопід кутом у 1 ". 1 Парсек = 3,26 світлового року = 206265 а.е. = 3 * 1013 км.)або 100000 світлових років (світловий рік - відстань пройдена світлом впротягом року), але чіткої межі в неї немає, тому що зоряна щільністьпоступово сходить нанівець.

У центрі галактики розташоване ядро діаметром 1000-2000 пк - гігантськаущільнене скупчення зірок. Воно знаходиться від нас на відстані майже 10000пк (30000 світлових років) у напрямку сузір'я Стрільця, але майже цілкомприховане щільною завісою хмар, що перешкоджає візуальним тафотографічним звичайним спостереженнями цього цікавого об'єкту Галактики.
До складу ядра входить багато червоних гігантів і короткоперіодичні цефід.

Зірки верхній частині головної послідовності а особливо надгігантиі класичні цефіди, складають більш молоді населення. Вонорозташовується далі від центра й утворює порівняно тонкий шар абодиск. Серед зірок цього диску знаходиться пилова матерія і хмари газу.
Субкарлики й гіганти утворюють навколо ядра й диска Галактики сферичнусистему.

Маса нашої галактики оцінюється зараз різними способами, дорівнює
2 * 1011 мас Сонця (маса Сонця дорівнює 2 * 1030 кг.) Причому 1/1000 їїукладена в міжзоряному газі й пилу. Маса Галактики в Андромеда майжетака ж, а маса Галактики в трикутнику оцінюється в 20 раз мменьше.
Поперечник нашої галактики становить 100000 світлових років. Шляхомкропіткої роботи московський астрономом В.В. Кукарін в 1944 р. знайшоввказівки на спіральну структуру галактики, причому виявилось, що ми живемоміж двома спіральними гілками, бідному зірками.

Існує два види зоряних скупчень: розсіяні й кульові.
Галактики складаються зазвичай з десятків або сотень зірок головноїпослідовності і надгігантів із слабкою концентрацією до центру.

Кульові ж скупчення складаються з десятків або сотень зірок головноїпослідовності й червоних гігантів. Іноді вони містятькороткоперіодичні цефеїди. Розмір розсіяних скупчень - кількапарсек. Приклад їх скупчення Гладій і Плеяди в сузір'ї Тельця. Розміркульових скупчень із сильною концентрацією зір до центра - десяток парсек.
Відомо більше 100 кульових і сотні розсіяних скупчень, але в Галактиціостанніх має бути десятки тисяч.

Окрім зірок до складу Галактики входить ще розсіяна матерія,надзвичайно розсіяне речовина, що складається з міжзоряного газу і пилу. Воноутворює туманності. Туманності бувають дифузними (клочковатой форми іпланетарними. Світлі вони від того, що їх висвітлюють прилеглі зірки.
Приклад: газопилової туманність в сузір'ї Оріона і темна пиловатуманність Кінська голова.

Хаббл запропонував розділити всі галактики на 3 види:

1. Еліптичні - позначаються Е (elliptical);

2. Спіральні (Spiral);

3. Неправильні - позначаються (irregular).

Еліптичні галактики зовні невиразні. Вони мають вигляд гладкихеліпсів або кіл з поступовим круговим зменшенням яскравості від центру допериферії. Ніяких додаткових частин у них немає, тому що
Еліптичні галактики складаються з другого типу зоряного населення. Вонипобудовані з зірок червоних і жовтих гігантів, червоних і жовтих карликів ідеякої кількості білих зірок не дуже високою світлості. Відсутнібіло-блакитні надгіганти і гіганти, угруповання яких можна спостерігати ввигляді яскравих згустків, що додають структурність системі, немає пилової матеріїяка, в тих галактиках де вона є, створює темні смуги,відтіняють форму зоряної системи.

Зовні еліптичні галактики відрізняються один від одного в основномуоднією рисою - більшим чи меншим стисненням (NGG і 636, NGC 4406, NGC 3115 іін)

З кілька одноманітними еліптичними галактиками контрастуютьспіральні галактики. Як правило, у галактики є дві спіральнігілки, що беруть початок у протилежних точках ядра, розвиваються подібнимсиметричним чином і втрачає в протилежних областях периферії,галактики. Відомі приклади більшого, ніж числа двох спіральних гілок вгалактиці. В інших випадках спіралі дві, але вони нерівні - один значнобільш розвинена ніж друга. Приклади спіральних галактик: М31, NGC 3898, NGC
1302, NGC 6384, NGC 1232 та ін

Зустрічаються велике число галактик неправильної форми. Без будь-якихзакономірності структурної будови. Хаббл дав їм позначення віданглійського слова irregular - неправильні.

Неправильна форма у галактики може бути, внаслідок того, що вона невстигла прийняти правильної форми через малу щільності в ній матерії або черезза молодого віку. Є й інша можливість: галактика може статинеправильної внаслідок спотворення форми в результаті взаємодії зінший галактикою.

Тільки 3 галактики можна спостерігати неозброєним оком, Велике
Магеланово хмара, Мале Магеланово хмара і туманність Андромеди. Утаблиці наведено дані про десять найяскравіших галактиках неба. (БМО, ММО -
Велике Магеланов хмара і Мале Магеланово хмара .).

Не обертається зоряна система після закінчення деякого терміну повиннаприйняти форму кулі. Такий висновок випливає з теоретичних досліджень. Вінпідтверджується на прикладі кульових скупчень, які обертаються і маютькулясту форму.

Якщо ж зоряна система сплюснута, то це означає, що вона обертається.
Отже, повинні обертатися й еліптичні галактики, за виняткомтих, з них, які кулясті, не мають стискання. Обертання відбуваєтьсянавколо осі, яка перпендикулярна до головної площини симетрії. Галактикастиснута уздовж осі свого обертання. Вперше обертання галактик виявив у 1914р. американський астроном Слайфером.

Особливий інтерес представляють галактики з різко підвищеною світність.
Їх прийнято називати радіогалактиками. Найбільш видатна галактика
Лебідь (. Це слабка подвійна галактика з надзвичайно тісно розташованимиодин до одного компонентами, які є потужним дискретним джерелом.
Об'єкти подібні галактиці Лебідь (безумовно дуже рідкісні в Метагалактика,але Лебідь (не єдиний об'єкт подібного роду у Всесвіті. Вони повиннізнаходитися на величезній відстані один від одного (більше 200Мпс).

Потік що проходить від них радіовипромінювання на увазі великої відстаніслабше, ніж від джерела Лебідь (.

Кілька яскравих галактик, що входять до каталогу NGC, також віднести дорозряду радіогалактик, тому що їх радіовипромінювання аналогічно сильне хочавоно значно поступається за енергією світловому. З цих галактик NGC 1273,
NGC 5128, NGC 4782 і NGC 6186 є подвійними. Одиночні NGC 2623 і NGC
4486.

Звездоподобние джерела радіовипромінювання були названі квадрат. Заразїх відкрито понад 1000. Блиск квадра не залишається постійним. Маси квадрівсягають мільйона сонячних мас. Джерело енергії квадрів до цих пір неясний. Є припущення, що квадри - це винятково активні ядрадуже далеких галактик.

Жива природа.

Білки. Склад. Первинне, вторинне, третинне і четвертинний будову.
Роль білків.

Склад білків

Пептидний зв'язок.

Білки є нерегулярні полімери, побудовані з залишків
(-амінокислот, загальну формулу яких у водному розчині при значеннях pHблизькіх до нейтральних можна записати як NH3 + CHRCOO -. Залишки амінокислотв білках з'єднані між собою амідній зв'язком між (-аміно-і (--карбоксильні групами. Пептидний зв'язок між двома (-амінокислотнимизалишками зазвичай називається пептидного зв'язком, а полімери, побудовані ззалишків (-амінокислот, сполучених пептидними зв'язками, називаютьполіпептидами. Білок як біологічно значуща структура може представлятисобою як один поліпептид, так і декілька поліпептидів, що утворюють врезультаті нековалентних взаємодій єдиний комплекс.

елементний склад білків.

Вивчаючи хімічний склад білків, необхідно з'ясувати, по-перше, зяких хімічних елементів вони складаються, по-друге, - будова їхмономерів. Щоб відповісти на перше питання визначають кількісний іякісний склад хімічних елементів білка. Хімічний аналіз показавнаявність у всіх білках вуглецю (50-55%), кисню (21-23%), азоту (15 -
17%), водню (6-7%), сірки (0,3-2,5%). У складі окремих білківвиявлені також фосфор, йод, залізо, мідь і деякі інші макро-імікроелементи, в різних, часто дуже малих кількостях.

Вміст основних хімічних елементів в білках може відрізнятися,за винятком азоту, концентрація якого характеризується найбільшоюпостійністю і в середньому становить 16%. Крім того, вміст азоту вінших органічних речовинах мало. Відповідно до цього було запропоновановизначати кількість білка за що входить до його складу азоту. Знаючи, що 1газоту міститься в 6,25 г білка, знайдене кількість азоту множатькоефіцієнт 6,25 і отримують кількість білка.

Для визначення хімічної природи мономерів білка необхідно вирішитидва завдання: розділити білок на мономери і з'ясувати їх хімічний склад.
Розщеплення білка на його складові частини досягається за допомогою гідролізу --тривалого кип'ятіння білка з сильними мінеральними кислотами (кислотнийгідроліз) або підставами (лужний гідроліз). Найбільш часто застосовуєтьсякип'ятіння при 110 (С з HCl протягом 24 ч. На наступному етапі розділяютьречовини, що входять до складу гідролізату. Для цієї мети застосовують різніметоди, найчастіше - хроматографію (докладніше - голова "Методидослідження ... "). Головним частиною розділених гідролізатів виявляютьсяамінокислоти.

Амінокислоти

В даний час в різних об'єктах живої природи виявлено до 200різних амінокислот. В організмі людини їх, наприклад, близько 60. Однакдо складу білків входять лише 20 амінокислот, які називаються іноді природними.

Амінокислоти - це органічні кислоти, у яких атом водню (--вуглецевого атома заміщений на аміногрупу - NH2.

Будова білків

У структурі будь-якого білка існує кілька ступенів організації:

1. Первинна структура білка - специфічна послідовність амінокислот у поліпептидного ланцюга.

2. Вторинна структура білка - спосіб скручування поліпептидного ланцюга в просторі (за рахунок водневого зв'язку між воднем амідній групи

-NH-і карбонільної групи - СО-, які розділені чотирма амінокислотними фрагментами).

3. Третинна структура білка - реальна тривимірна конфігурація закрученою спіралі поліпептидного ланцюга в просторі (спіраль, скручена в спіраль). Третинна структура білка обумовлює специфічну біологічну активність білкової молекули. Третинна структура білка підтримується за рахунок взаємодії різних функціональних груп поліпептидного ланцюга:дисульфідних місток (-SS-) між атомами сірки,складноефірний місток - між карбоксильної групою (-СО-) і гідроксильної (-
ОН),сольовий місток - між карбоксильної (-СО-) і аміногрупи (NH2).

4. Четвертинна структура білка - тип взаємодії між кількома поліпептидними ланцюгами.

Наприклад, гемоглобін представляє з себе комплекс із чотирьох макромолекул білка.

Роль білків.

Функції білків в організмі різноманітні. Вони значною міроюобумовлені складністю і розмаїтістю форм і складу самих білків.

Білки - незамінний будівельний матеріал. Однією з найважливішихфункцій білкових молекул є пластична. Усі клітинні мембранимістять білок, роль якого тут різноманітна. Кількість білка вмембранах складає більш половини маси.

Багато білки володіють скорочувальної функцією. Це першвсього білки актин і міозин, що входять у м'язові волокна вищих організмів.
М'язові волокна - міофібрили - являють собою довгі тонкі нитки,що складаються з паралельних більш тонких м'язових ниток, оточенихвнутрішньоклітинної рідиною. У ній розчинені аденозинтрифосфорная кислота
(АТФ), необхідна для здійснення скорочення, глікоген - живильнаречовина, неорганічні солі та інші речовини, зокремакальцій.

Велика роль білків у транспорті речовин в організмі. Маючирізні функціональні групи і складну будівлю макромолекули, білкизв'язують і переносять зі струмом крові багато з'єднань. Це перш за всегемоглобін, який переносить кисень з легень до кліток. У м'язах цю функціюбере на себе ще один транспортний білок - міоглобін.

Ще одна функція білка - запасна. До запасних білок відносятьферитин - залізо, овальбумін - білок яйця, казеїн - білок молока, зеин --білок насіння кукурудзи.

регуляторну функцію виконують білки-гормони.

Гормони - біологічно активні речовини, які впливають наобмін речовин. Багато гормонів є білками, поліпептидами абоокремими амінокислотами. Одним з найбільш відомих білків-гормонівє інсулін. Цей простий білок складається тільки з амінокислот.
Функціональна роль інсуліну багатопланова. Він знижує зміст цукру вкрові, сприяє синтезу глікогену в печінці і м'язах, збільшуєутворення жирів з вуглеводів, впливає на обмін фосфору, збагачує кліткикалієм. Регуляторної функцією володіють білкові гормони гіпофіза - залозивнутрішньої секреції, зв'язаної з одним з відділів головного мозку. Вінвиділяє гормон росту, при відсутності якого розвивається карликовість.
Цей гормон являє собою білок з молекулярною масою від 27000 до
46000.

оним з важливих і цікавих у хімічному відношеннігормонів являетс вазопресин. Він пригнічує мочеобразованіе і підвищуєкровеное тиск.

регуляторну функцію виконують і білки, що містяться вщитовидній залозі - тиреоглобуліну, молекулярна маса яких близько
600000. Ці білки містять у своєму складі йод. При недорозвиненні залозипорушується обмін речовин.

Інша функція білків - захисна. На її основі створеногалузь науки, названа імунологією.

Останнім часом в окрему групу виділені білки зрецепторній функцією. Є рецептори звукові, смакові, світлові й інрецептори.

Слід згадати і про існування білкових речовин,гальмують дію ферментів. Такі білки володіють інгібіторноїфункціями. При взаємодії з цими білками фермент утворить комплекс івтрачає свою активність повністю або частково. Багато білки - інгібіториферментів - виділені в чистому вигляді і добре вивчені. Їхні молекулярні масиколиваються в широких межах; часто вони відносяться до складних білок --глікопротеїдів, другим компонентом яких є вуглевод.

Якщо білки класифікувати тільки по їхніх функцій, то такусистематизацію не можна було б вважати завершеною, тому що новідослідження дають багато фактів, які дозволяють виділяти нові групи білків зновими функціями. Серед них унікальні речовини - нейропептиди
(відповідальні за найважливіші життєві процеси: сну, пам'яті, болю, почуттястраху, тривоги).

Література.

1. І.Д. Новиков «Еволюція Всесвіту», М., 1983 г.

2. С.П. Левітан. «Астрономія», М., «Просвещение» 1994 г.

3. В.В. Казютінскій «Всесвіт Астрономія, Філософія», М., «Знання»

1972

4. Г.Е. Рудзітіс, Ф. Г. Фельдман. Довідник школяра "Хімія" М.,

"Слово" 1995.