Естесственно научные основы инновационных технологий

34.1)Понятие о ноосфере и ноосферности мышления.

Современная биосфера является результатом длительной эволюции всего органического мира и неживой природы нашей планеты. Биосфера Земли все больше становится управляемой человеческим разумом, постепенно превращаясь в ноосферу.Еще в 1920—1930 гг. В.И. Вернадский, размышляя о геологической роли человека, вооруженного научной мыслью (разумом), пришел к выводу, что геохимическая роль человека определяется не его массой (хотя численность человечества постоянно растет), а производственной деятельностью. Это значит, что важнейшим фактором, от которого зависит жизнь на нашей планете, становится разумная коллективная деятельность человека.Для Вернадского было очевидным, что биосфера под влиянием разумной человеческой деятельности переходит в качественно новое состояние.Это новое состояние биосферы, преобразованной человеческой мыслью и трудом, Вернадский назвал ноосферой.Вернадский подходил к идее ноосферы с сугубо материалистических позиций. Концепция ноосферы Вернадского явилась логическим завершением многолетней работы ученого над проблемами живого вещества и биосферы.С появлением человека на Земле начинается процесс ноосферо-генеза — превращения биосферы в ноосферу. По мнению Вернадского, появление и существование человека в биосфере определяет высшую ступень ее развития. Само появление человека представляет собой переход от простого биологического приспособления живых организмов к разумному поведению и целенаправленному изменению окружающей среды разумными существами. Живое вещество планеты при этом активно приспосабливается к новым условиям существования. Происходит взаимное совместное влияние природы на человека и человека на природу, и человек теперь несет ответственность за эволюцию жизни.Вернадский выделил необходимые предпосылки для создания ноосферы.

1.       Человечество стало единым целым, заселив при этом всю планету.

2.       Преобразование средств связи и обмена информацией, которые сегодня обеспечивают мгновенную ее передачу.

3.       Реальное равенство людей как необходимое условие ноосферы

4.      Поднятие общего уровня жизни как условие реального равенства людей, а также возможность влияния народных масс на ход государственных и общественных дел.

5.      Развитие энергетики, открытие и использование новых видов энергии, необходимых для подъема уровня жизни.

6.      Исключение войн из жизни общества.

Ноосфера, в отличие от биосферы, не может формироваться стихийно, поэтому так необходима сознательная деятельность людей. Становясь основным регулятором взаимоотношений общества и природы, человек должен быть весьма осторожным, ведь цена ошибки неимоверно велика — под угрозу поставлена жизнь человечества и само существование жизни на Земле.Таким образом, будущее человечества невозможно без активного вмешательства Разума в судьбу не только общества, но и природы.

еловеческая цивилизация должна пойти по новому пути — не покорения природы, а жизни в ладу с ней. Для этого потребуется новое мировоззрение, основные признаки которого перечислены ниже.

1.      Главной задачей человечества должно стать восстановление биосферы.

2.      Для этой цели человечество должно объединиться, забыв о своих разногласиях.

3.      Потребуется экологическая перестройка мировой экономики в целях снижения техногенного воздействия на природу.

4.      Необходимо будет сократить и численность народонаселения.

5.      Невозможно будет обойтись без разумного сокращения материальных потребностей.

у каждого человека должны быть воспитаны уважение и любовь к природе.

34.2 Белки. Их строение и функции.

Белки — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью альфа-аминокислот. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот. Множество их комбинаций дают большое разнообразие свойств молекул белков. Кроме того, аминокислоты в составе белка часто подвергаются посттрансляционным модификациям, которые могут возникать и до того, как белок начинает выполнять свою функцию, и во время его «работы» в клетке.

Молекулы белков представляют собой линейные полимеры, состоящие из 20 аминокислоти, в некоторых случаях, из модифицированных основных аминокислот. Хотя на первый взгляд может показаться, что использование в большинстве белков «всего» 20 видов аминокислот ограничивает разнообразие белковых структур, на самом деле количество вариантов трудно переоценить: для цепочки всего из 5 аминокислот оно составляет уже более 3 миллионов, а цепочка из 100 аминокислот (небольшой белок) может быть представлена более чем в 10130 вариантах. Белки длиной от 2 до нескольких десятков аминокислотных остатков часто называют пептидами, при большей степени полимеризации — белками.

белками связано все многообразие функций организма, однако наиболее важными из них являются: каталитическая, транспортная, защитная, сократительная, структурная, гормональная и питательная.

    Каталитическая функция белков осуществляется с помощью специфических белков- катализаторов - ферментов. При их участии увеличивается скорость различных реакций обмена веществ и энергии в организме.

     Транспортная функция белков заключается в том, что при их участии происходит связывание и доставка (транспорт) различных веществ от одного органа к другому. Так, белок эритроцитов крови гемоглобин соединяется в легких с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин. Достигая с током крови органов и тканей, оксигемоглобин расщепляется и отдает кислород, необходимый для обеспечения окислительных процессов в тканях. Другие белки крови связывают триглицериды, жирные кислоты, холестерин, кальций, некоторые гормоны, витамины и другие вещества и транспортируют их к месту использования или действия.
        Защитную функцию выполняют специфические белки (антитела), образующиеся в организме. Они обеспечивают связывание и обезвреживание веществ, поступающих в организм или появляющихся в результате жизнедеятельности бактерий и вирусов. Защитную функцию выполняет белок плазмы крови фибриноген, участвуя в свертывании крови и тем самым уменьшая кровопотери.
       Сократительную функцию выполняют белки, в результате взаимодействиях которых происходит передвижение в пространстве, сокращение и расслабление сердца, движение других внутренних органов.
        Структурная функция белков заключается в том, что они составляют основу строения клетки; некоторые из них (коллаген соединительной ткани, кератин волос, ногтей и кожи, эластин сосудистой стенки и др.) выполняют почти исключительно структурную функцию. В комплексе с липидами (преимущественно фосфолипидами) белки участвуют в построении мембран клеток и внутриклеточных образований.
        Гормональную функцию выполняют белки-регуляторы обмена веществ. Они относятся к гормонам, которые образуются в железах внутренней секреции, некоторых органах и тканях организма.
        Питательная функция осуществляется белками, которые являются резервными, или питательными. Белки яйца обеспечивают рост и развитие плода, белки молока служат источником питания для новорожденного.

35.1 Роль космических факторов в регуляции жизни и сознания.

Среди космических факторов особенно серьезное влияние на биосферу оказывают природно-радиационный фон и магнитные поля.

Природно-радиационный фон слагается из трех компонентов:

1)      природные радионуклиды (уран, торий);

2)      продукты их радиоактивного распада, которые находятся во всех элементах земной коры, почве, воде, атмосфере и поглощаются всеми живыми организмами;

3)      высокоэнергетические излучения, попадающие на Землю из космического пространства в виде потока фонового излучения.

Электромагнитный фон биосферы является эволюционным фактором, который влияет на биологические ритмы.

Еще В.И. Вернадский писал о том, что Солнцем в корне переработан и изменен лик Земли, пронизана и охвачена вся биосфера. Более того, сама биосфера является проявлением его излучений. В ней происходит превращение солнечной энергии в новые формы земной свободной энергии (биогеохимическую энергию живого вещества биосферы), которая в корне меняет историю и судьбу нашей планеты.

Более подробно солнечно-земные связи рассмотрел последователь Вернадского, основатель гелиобиологии А.Л. Чижевский. Он отмечал, что все самые разнообразные и разнохарактерные явления на Земле — и химические превращения земной коры, и динамика самой планеты и составляющих ее частей (атмосферы, гидросферы и литосферы) — протекают под непосредственным воздействием Солнца. Оно является основным (наряду с космическими излучениями и энергией радиоактивного распада в недрах Земли) источником энергии, причиной всего на Земле — от легкого ветерка и произрастания растений до смерчей и ураганов и умственной деятельности человека.

Связь между циклами солнечной активности и процессами в биосфере была замечена еще в XVIII в. В конце XIX в. профессор Одесского университета Ф.Н. Шведов, изучая срез ствола столетней акации, обнаружил, что толщина годичных колец изменяется каждые 11 лет, как бы повторяя цикличность солнечной активности. Но лишь в XX в. удалось понять, что солнечная активность связана с электромагнитными и другими колебаниями мирового пространства. Установил этот факт Чижевский, который обобщил опыт предшественников и подвел под эти эмпирические данные твердую научную базу. Он считал, что Солнце диктует ритм большинства биологических процессов на Земле, и когда на нем образуется много пятен, появляются хромосферные вспышки и усиливается яркость короны (это характерно для периодов активного Солнца), на нашей планете разражаются эпидемии, усиливается рост деревьев, особенно сильно размножаются вредители сельского хозяйства и микроорганизмы — возбудители различных болезней. Подобное заключение было сделано после изучения наложения друг на друга графиков солнечной активности и активности биосферы.

Циклы солнечной активности оказывают влияние и на жизнедеятельность человека.

Чижевский попытался установить взаимосвязь одиннадцатилетних солнечных циклов с насыщенностью историческими событиями разных периодов человеческой истории. В результате своего анализа он сделал вывод, что максимум общественной активности совпадает с максимумом солнечной активности.

36.1 Основные экологические проблемы на современном этапе.

В наши дни вопросами охраны окружающей среды занимаются такие международные организации, как Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Всемирная метеорологическая организация (ВМО), Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), Международный союз по охране природы и природных ресурсов (МСОП)Экологическая проблема — это изменение природной среды в результате антропогенных воздействий, ведущее к нарушению структуры и функционирования природных систем (ландшафтов) и приводящее к негативным социальным, экономическим и иным последствиям. Понятие экологической проблемы является антропоцентричным, так как негативные изменения в природе оцениваются относительно условий существования человека.

Экологические проблемы, связанные с нарушением отдельных компонентов ландшафта или их комплекса можно условно объединить в шесть групп:атмосферное (загрязнение атмосферы: радиологическое, химическое, механическое, тепловое);водные (истощение и загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение морей и океанов);геолого-геоморфологическое (интенсификация неблагоприятных геолого-геоморфологических процессов, нарушение рельефа и геологического строения);почвенные (загрязнение почв, эрозия, дефляция, вторичное засоление, заболачивание и др.);

биотическое (сведение растительности, деградация лесов, пастбищная дигрессия, сокращение видового разнообразия и др.);

комплексные (ландшафтные) — опустынивание, снижение биоразнообразия, нарушение режима природоохранных территорий и т. д.

Одни из основных экологических проблем:

глобальное потепление, сдвиг климатических зон,

озоновые дыры,

частично обратимое загрязнение окружающей среды,

неуничтожимые радиоактивные отходы,

эрозия и сокращение площадей плодородных почв,

демографический взрыв,

истощение невозобновляемых минеральных ресурсов,

энергетический кризис,

резкий рост числа ранее неизвестных и зачастую неизлечимых болезней,

недостаток продуктов питания, перманентное состояние голода большей части населения планеты

загрязнение мирового океана

кислотные дожди

парниковый эффект

35. 2 Фотосинтез и его роль в эволюции биосферы.

ФОТОСИНТЕЗ — образование органических веществ зелеными растениями и некоторыми бактериями с использованием энергии солнечного света.В ходе фотосинтеза происходит поглощение из атмосферы диоксида углерода и выделение кислорода.6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2Роль фотосинтеза в биосфере. Наряду с Ф. на Земле совершаются примерно равноценные по масштабам, но противоположные по направлению процессы окисления органических веществ и восстановленного углерода при горении топливных материалов (каменный уголь, нефть, газ, торф, дрова и т.п.), при расходовании органических веществ живыми организмами в процессе их жизнедеятельности (дыхание, брожение), в результате которых образуются полностью окисленные соединения – углекислый газ и вода, и освобождается энергия. Затем с помощью энергии солнечной радиации углекислый газ, вода снова вовлекаются в процессы Ф. Т. о., энергия солнечного света, используемая при Ф., служит движущей силой колоссального по размерам круговорота на Земле таких элементов, как углерод, водород, кислород. В этот круговорот включаются и многие др. элементы: N, S, Р, Mg, Ca и др. За время существования Земли благодаря Ф. важнейшие элементы и вещества прошли уже много тысяч циклов полного круговорота.В предшествующие эпохи условия для Ф. на Земле были более благоприятны в связи с сильным перевесом восстановительных процессов над окислительными. Постепенно огромные количества восстановленного углерода в органических остатках оказались захороненными в недрах Земли, образовав громадные залежи горючих ископаемых. В результате этого в атмосфере сильно снизилось относительное содержание углекислого газа (до 0,03 объёмных %) и повысилось содержание кислорода, что существенно ухудшило условия для Ф.Следствием появления на Земле мира фотосинтезирующих растений и непрерывного новообразования ими больших количеств богатых энергией органических веществ явилось развитие мира гетеротрофных организмов (бактерий, грибов, животных, человека) – потребителей этих веществ и энергии. В результате (в процессе дыхания, брожения, гниения, сжигания) органические соединения стали окисляться и подвергаться разложению в таких же количествах, в каких образуют их высшие растения, водоросли, бактерии. На Земле установился круговорот веществ, в котором сумма жизни на нашей планете определяется масштабами Ф. В текущем геологическом периоде (антропогеновом) размеры фотосинтетической продуктивности на Земле, вероятно, стабилизировались. Однако в связи с бурно возрастающим использованием продуктов Ф. основным её потребителем – человеком – приходится думать о предстоящем истощении горючих ископаемых, пищевых, лесных ресурсов и т.п. Недостаточна фотосинтетическая мощность современной растительности для регенерации атмосферы: растительность Земли не способна полностью усваивать весь углекислый газ (относительное содержание его в атмосфере за последние 100 лет медленно, но неуклонно возрастает), дополнительно поступающий в окружающую среду в результате бурно возрастающих масштабов добычи и сжигания горючих ископаемых.При этом потенциальная фотосинтетическая активность растений используется далеко не полно. Проблема сохранения, умножения и наилучшего использования фотосинтетической продуктивности растений – одна из важнейших в современном естествознании и практической деятельности человека.