Е.Р. Разумова 4 страница

из диоксида кремния и по существу различаются только размером

частиц: глины имеют тонкодисперсную (порошкообразную) структу-

ру, тогда как песчаники состоят из довольно крупных частиц. Из-

вестняки (а это также мел и мрамор) имеют в своем составе главным

образом карбонат кальция. Разумеется, это грубая классификация

осадочных пород, геологи в зависимости от процентного содержания

разных компонентов выделяют до 20 их типов. Большинство осадоч-

ных пород имеет биогенное происхождение, т. е. это останки живых

организмов, живших на Земле миллионы лет назад.

Далее вглубь следуют магматические породы, из которых состояла

первозданная Земля до появления гидросферы и биосферы. Это гра-

ниты, базальты и туфы. На этом литосфера кончается.

Дальше простирается горячая полужидкая оболочка Земли – ман-

тия, состоящая в основном из расплавленных магматических пород.

Иногда она дает знать о своем существовании при извержениях вул-

канов, когда потоки раскаленной магмы стекают вниз по склонам,

уничтожая все живое на своем пути и напоминая человечеству о том,

что, несмотря на свое кажущееся всемогущество, люди еще очень

беззащитны перед стихией. Толщину мантии оценивают примерно в

2900 км, а ее температуру – около 2000 К.

Наконец, в центре Земли находится ядро, состоящее в основном из

железа, обуславливающего магнитное поле Земли, с изрядной при-

месью серы (недаром извержения вулканов сопровождаются обиль-

ными выбросами сернистого газа – диоксида серы). Про состояние

ядра и его температуру известно довольно мало, и здесь мнения уче-

ных расходятся: одни считают земное ядро холодным и твердым,

другие – горячим и расплавленным. В начале ХХ века ирландский

ученый Д. Джоли предположил, что земные недра разогреваются за

счет тепла, испускаемого радиоактивными элементами при их рас-

паде. В 1909 году русский ученый В. И. Вернадский основал геохи-

Разумова Е. Р.

мию – науку об истории атомов Земли, их физико-химической эво-

люции и распределении в земных недрах.

Геохронологическая шкала

Далее целесообразно привести геохронологическую шкалу, т. е.

рассказать о геологической истории нашей планеты и о ее отдельных

этапах (эрах). Согласно данным о периодах полураспада радиоак-

тивных химических элементов, возраст Земли оценивается примерно

4, 5 млрд лет (это начало архейской эры). Она продолжалась до 2, 6

млрд лет. Итак,

4, 5 млрд лет – 2, 6 млрд лет – архейская эра.

2, 6 млрд лет – 600 млн лет – протерозойская эра (ранняя жизнь).

600 млн лет – 200 млн лет – палеозойская эра (древняя жизнь).

200 млн лет – 70 млн лет – мезозойская эра (средняя жизнь).

От 70 млн лет назад – кайнозойская эра (современная жизнь).

В архее первый миллиард лет шла химическая эволюция: образо-

вывались тяжелые химические элементы и благодаря вращению

Земли проникали все глубже и глубже в земную кору, легкие же ос-

тавались вблизи поверхности. Далее в архее произошло важное со-

бытие в геологической истории Земли: 3, 5 млрд лет назад в водной

среде на ней зародилась органическая жизнь (об этом будет подробно

рассказано в биологическом блоке). Поэтому в названиях всех после-

дующих геологических эпох присутствует корень «зой», что по-

гречески означает «жизнь».

В протерозое жизнь продолжает развиваться в воде, происходит

разделение на растительный и животный миры. Растения представ-

лены водорослями, животные – разнообразными беспозвоночными.

Благодаря жизнедеятельности растений сначала в воде, а затем и в

атмосфере начинает скапливаться свободный кислород.

В палеозое жизнь выходит на сушу – сначала растения, затем жи-

вотные, которые представлены многообразными земноводными, а

растения – споровыми, гигантскими древовидными папоротниками.

При последующем вымирании и захоронении эти гиганты образова-

ли месторождения угля.

В мезозойскую геологическую эру среди растений преобладают го-

лосеменные (хвойные), а животные представлены разнообразными

рептилиями (пресмыкающимися): на суше это динозавры, причем

среди них появляются зверозубые, т. е. хищные; в воде это ихтиозав-

Концепции современного естествознания

ры, в воздухе – птеродактили и археоптериксы – промежуточная

форма между летающими рептилиями и современными птицами.

Вымирая, живые организмы мезозойской эры после захоронения об-

разовали месторождения нефти и природного горючего газа: боль-

шинство этих месторождений приурочено к мезозойским отложени-

ям.

Некоторые геологи и астрономы выдвинули гипотезу о том, что в

конце мезозоя – начале кайнозоя Земля претерпела космическую

катастрофу: произошло столкновение с каким-то космическим телом.

Удар был столь силен, что земная ось, которая была до этого перпен-

дикулярна плоскости эклиптики, наклонилась, началась смена вре-

мен года, которая до того отсутствовала, климат Земли сильно похо-

лодал, а полюса покрылись ледяными шапками. Многие огромные

рептилии мезозойской эры вымерли.

Кайнозойская геологическая эра началась примерно 70 млн лет

назад. Растительный и животный мир к этому времени приняли со-

временный облик: среди животных стали преобладать млекопитаю-

щие, среди растений – покрытосеменные (цветковые).

Гипотеза тектоники литосферных плит

и происхождения континентов

В 1915 г. немецкий геофизик А. Вегенер предположил, исходя из

очертаний континентов, что начиная с архейской до конца мезозой-

ской эры существовал единый массив суши, названный им Пангеей

(по-гречески – вся земля); в конце мезозойской и в кайнозойскую эру

Пангея раскололась на две части: северный материк Лавразию и

южный – Гондвану. Далее, уже в кайнозойскую эру Гондвана разде-

лилась на Африку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду, а

Лавразия – на Евразию и Северную Америку. Примерно 40 млн лет

назад Индостан, который тогда был не полуостровом, а островом,

столкнулся с Евразийским материком, в результате чего появились

Тибет и Гималаи – самые молодые горы на Земле. Так появилась

гипотеза тектоники литосферных плит, плавающих в мантии, на ко-

торых расположены континенты. Веским аргументом в пользу этой

гипотезы стало экспериментально обнаруженное в конце 50-х годов

ХХ века расширение дна океанов. Эту гипотезу подтверждают и био-

логические данные о распространении животных на нашей планете.

Ныне гипотеза дрейфа континентов, ставшая уже теорией, является

общепризнанной в геологии.

Разумова Е. Р.

Водная оболочка Земли (гидросфера)

Гидросфера образовалась, когда температура над поверхностью

твердой земной оболочки упала ниже 100 градусов по Цельсию, и на

Землю полились горячие ливни из сконденсировавшихся паров во-

ды, которых было немало в первозданной атмосфере Земли. Гидро-

сфера состоит из Мирового океана (в нем находится 97% всех земных

запасов воды) и пресноводных источников (всего 3%), куда входят

поверхностные воды суши (реки, озера, ручьи, болота), ледники и

подземные воды. Средняя глубина Мирового океана составляет око-

ло 3-х км, самая глубокая впадина – Марианская – около 12 км. Ис-

следованию Мирового океана посвятил свою долгую жизнь выдаю-

щийся французский ученый, изобретатель акваланга Ж. И. Кусто.

Уже в конце ХХ века на Земле ощущался дефицит пресной воды,

необходимой человечеству для жизни и хозяйственной деятельности,

с течением времени этот дефицит будет только возрастать. Примеры

различных проектов решения вопроса о пресной воде. Экологические

проблемы Мирового океана будут рассмотрены в блоке «биология».

Газовая оболочка Земли (атмосфера)

Ближайшая в поверхности Земли часть атмосферы называется

тропосферой и простирается до высот 9–17 км. Ее часто называют

«фабрикой погоды», и она имеет следующий газовый состав: азот

(79%), кислород (20%), на все остальные газы (углекислый газ, пары

воды, инертные газы) приходится 1%. Такой состав газовая оболочка

Земли имела не всегда: предполагают, что в архее в атмосфере пер-

возданной Земли имелись кроме азота метан, аммиак, водород и

много паров воды. Важно подчеркнуть, что свободного кислорода не

было, т. е. среда была восстановительной, именно в ней и зародилась

жизнь. В середине ХХ века американцы С. Миллер и Г. Юри взяли

смесь перечисленных газов и пропустили через нее искровые элек-

трические разряды (грозы на первозданной Земле были весьма час-

тым явлением). В числе продуктов этой реакции С. Миллер Г. Юри

обнаружили аминокислоты, основные составные части белков. К ре-

зультатам опыта С. Миллера мы еще вернемся в блоке «биология».

Выше тропосферы находится стратосфера (примерно до 50 км), га-

зовый состав ее тот же, но газы сильно разрежены. В стратосфере

находится озоновый слой (или экран) Земли. Молекула озона явля-

ется модификацией химического элемента кислорода и состоит не из

двух, как молекула кислорода, а из трех атомов, этот газ очень неус-

Концепции современного естествознания

тойчив и при обычных условиях быстро превращается в кислород.

Толщина озонового слоя – не более километра, но он, в отличие от

кислорода, поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение, предо-

храняя от его губительного воздействия живые организмы Земли.

Выше стратосферы расположена ионосфера, состоящая из заря-

женных под действием солнечного излучения частиц, а далее – зона

рассеивания (800–1000 км над поверхностью Земли).

Таким образом, наша планета имеет три геосферных оболочки: ли-

тосферу, атмосферу и гидросферу. В ХХ веке была обнаружена под-

вижность континентов, которые плавают в мантии. Это открытие

сыграло не только познавательную, но практическую роль: в местах

тектонических разломов есть вероятность обнаружить полезные ис-

копаемые.

Контрольные вопросы по Теме 10:

1. Что такое литосфера, какова ее экологическая роль?

2. Что такое «Гондвана»?

3. Каково геологическое строение Земного шара?

Литература: 1, 2, 23.

Тема 11.

Химические науки

Химия – наука о веществах, из которых состоят физические тела,

об их свойствах и превращениях друг в друга. Перед химией стоят

две основные задачи – создание веществ с необходимыми свойствами

и выявление способов управления этими свойствами.

Решение этих двух задач зависит от 3-х основных факторов,

влияющих на свойства получаемых веществ:

1. Состава вещества (элементный, молекулярный).

2. Структуры молекул.

3. Термодинамических и кинетических (определения и пояснения

этих понятий см. далее) условий протекания химических реакций, в

процессе которых эти вещества получаются.

В соответствии с перечисленными факторами и развивались хи-

мические знания о веществах. Вначале (примерно с XVII века) вы-

яснили, что свойства вещества зависят от его состава (Р. Бойль). За-

тем, уже в XIX веке, поняли, что свойства веществ зависят не только

Разумова Е. Р.

от их состава, но и от структуры, т. е. последовательности соединения

атомов в молекуле. Особенно важным это оказалось для органиче-

ских веществ, т. е. соединений углерода с водородом, кислородом,

азотом и серой. Структурную теорию органической химии создал вы-

дающийся русский ученый А. М. Бутлеров. Следующим этапом было

изучение химических процессов и влияющих на них факторов. На-

конец, в ХХ веке начался новый этап развития химии как науки:

появилась эволюционная химия, основанная на том, что в процессе

химической реакции образуется ее катализатор, что приводит к са-

моорганизации химических систем (о процессе катализа см. далее). С

понятием самоорганизации систем мы уже встречались (там, где

речь шла о синергетике).

Химическая связь

Чем определяется реакционная способность веществ? Прежде все-

го, тем, каким образом атомы связываются друг с другом, образуя

молекулы. Ранее, когда мы говорили об электромагнитном поле, бы-

ло сказано, что химические связи атомов в молекулах – это один из

видов электромагнитного поля. Химические связи образуются при

перекрывании внешних (валентных) электронных орбиталей взаи-

модействующих атомов (орбитали – это траектории движения элек-

тронов вокруг ядра – см. раздел о микромире). Различают несколько

типов химических связей.

Ковалентные связи осуществляются, когда внешние электроны

двух атомов образуют общую электронную пару. Если атомы одина-

ковые, то эта электронная пара в равной мере принадлежит обоим

ядрам и никуда не смещена, центры положительных и отрицатель-

ных зарядов совпадают. Такой тип связи называется неполярной ко-

валентной и существует в двухатомных газах, например, в молеку-

лах кислорода, водорода, азота, хлора. Таких соединений сравни-

тельно немного.

Если молекула состоит из разных атомов, то образующаяся общая

электронная пара смещается в сторону атома с большим зарядом яд-

ра, центры положительных и отрицательных зарядов не совпадают

(эта конфигурация называется диполем – два полюса). Такая связь

называется ковалентной полярной и осуществляется в молекуле во-

ды, некоторых неорганических кислот и в большинстве органических

соединений. Это самый распространенный тип химической связи.

Концепции современного естествознания

Обе разновидности ковалентной связи осуществляются, как правило,

между атомами неметаллов.

Если химическая связь образуется между атомами металла и не-

металла, то, как правило, валентные электроны с внешних орбита-

лей атомов металла полностью переходят к атому неметалла, обра-

зуя положительно (катионы) и отрицательно (анионы) заряженные

частицы. Связь между такими частицами называется ионной. Она

осуществляется в большинстве солей, оксидов и оснований, т. е. глав-

ным образом в неорганических соединениях, например, в хлориде

натрия (поваренная соль), фториде кальция, необходимом для укре-

пления зубной эмали.

Наконец, в чистых металлах за счет валентных электронов, легко

отрывающихся от своих атомов, осуществляется металлическая

связь, обуславливающая электро- и теплопроводность, а также и

другие свойства металлов.

Химический элемент. Неорганическая химия

Весьма важным в химии является понятие химического элемента

– это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра (разумеется,

это определение ХХ века, всю предысторию становления понятия

«химический элемент» мы опускаем).

В настоящее время известно 108 химических элементов, причем

природа создала 92 (последним является уран), а остальные получе-

ны искусственно. Во второй половине XIX века, когда проблемой сис-

тематизации химических элементов занялся великий русский уче-

ный Д. И. Менделеев, их было всего 65. До него все аналогичные по-

пытки не имели успеха. Менделеев взял за основу не какие-либо фи-

зические или химические свойства элементов, а их атомную массу

(по Менделееву – атомный вес) – свойство, которым обладали все

химические элементы, разложил карточки с символами и свойства-

ми элементов в порядке возрастания атомной массы и получил пе-

риодическую зависимость свойств элементов от атомной массы. Ог-

ромное значение для утверждения периодического закона имел тот

факт, что внутренняя логика построенной Менделеевым периодиче-

ской таблицы требовала резервирования трех пустых клеток, в кото-

рых, по его убеждению, должны были находиться еще не открытые к

тому времени химические элементы.

Менделеев предсказал величину их атомной массы и свойства. От-

крытие еще при его жизни скандия, галлия и германия и наличие у

Разумова Е. Р.

них предсказанных Менделеевым свойств было несомненным три-

умфом периодического закона. Его современная формулировка зву-

чит так: свойства химических элементов и их соединений находятся

в периодической зависимости от заряда ядра, равного порядковому

номеру химического элемента. Этот закон является теоретической

основой неорганической химии, изучающей все химические элемен-

ты и их соединения, кроме соединений углерода, которыми занима-

ется органическая химия. Открытый Д. И. Менделеевым закон при-

роды имеет также и общефилософское значение: он блестяще иллю-

стрирует закон диалектики Гегеля о переходе количества в качество.

Органическая и элементоорганическая химия. Полимеры

Бурное развитие органической химии началось после создания

русским химиком А. М. Бутлеровым ее теоретической основы – струк-

турной теории. Бутлеров ввел понятие изомеров – веществ с одина-

ковым составом и молекулярной массой, но с разной структурой и

потому с разными свойствами. Именно возможность построения из

одних и тех же немногих элементов большого числа изомерных

структур объясняет существование огромного количества органиче-

ских соединений (их более пяти миллионов, тогда как неорганиче-

ских – около пятисот тысяч). Конец XIX – начало ХХ века – был пе-

риодом триумфального шествия органического синтеза; в эти годы

были впервые получены анилиновые красители, взрывчатые орга-

нические вещества, многие лекарства.

В ХХ веке начала интенсивно развиваться и другая область орга-

нической химии – химия полимеров. Полимеры – это длинноцепо-

чечные структуры, состоящие из повторяющихся звеньев, причем

число этих звеньев может достигать нескольких десятков и даже со-

тен тысяч. Такие большие молекулы называют макромолекулами. К

полимерам относятся все пластмассы, синтетические каучуки, без

которых было бы невозможно развитие автомобильной промышлен-

ности и, наконец, искусственные (на природной основе) и синтетиче-

ские волокна.

ХХ век по праву можно назвать не только веком выхода в космос и

освоения ядерной энергии, но также и веком полимеров. Были син-

тезированы десятки тысяч новых веществ с полезными человеку

свойствами, которые не создала природа. Оборотной стороной этих

успехов полимерной химии явилось возникновение проблемы утили-

зации отходов производства и быта.

Концепции современного естествознания

В ХХ веке появился еще один молодой раздел химии – химия эле-

ментоорганических соединений. Это соединения, в состав которых,

кроме углерода, водорода, кислорода, азота и серы входят кремний,

фтор, бор, а также некоторые металлы. На основе кремнийорганиче-

ских соединений созданы полимеры, обладающие уникальными

свойствами, что делает их незаменимыми в авиации и энергетике.

Фторорганические соединения обладают исключительной устойчиво-

стью даже в кислотах и щелочах, из них изготавливают всевозмож-

ные покрытия (фторопласты). Некоторые металлоорганические со-

единения (например, ферроцен) используют в качестве лекарств и

кровезаменителей. Огромный вклад в химию элементоорганических

соединений внес выдающийся русский ученый академик А. Н. Не-

смеянов.

Реакционная способность веществ зависит, однако, не только от их

состава и структуры, но также и от условий протекания химических

реакций. В основе учения о химических процессах лежат химическая

термодинамика, кинетика и катализ. Химическую термодинамику,

т. е. метод управления химическим процессом с помощью температу-

ры и давления, разработал в конце XIX века голландский химик Я.

Вант-Гофф. Однако термодинамические методы позволяли управ-

лять только направлением химического процесса, но не его скоро-

стью. Учение о скоростях химических реакций – химическую кине-

тику – создал в ХХ веке выдающийся русский ученый, лауреат Нобе-

левской премии академик Н. Н. Семенов. В основе катализа (ускоре-

ния химической реакции), разработанного еще в начале XIX века

русским ученым академиком К. С. Кирхгофом, лежит активация мо-

лекул реагентов при их контакте с катализатором (веществом, уско-

ряющим химическую реакцию, но при этом сохраняющим свою мас-

су).

Эволюционная химия зародилась в 60-х годах ХХ века. Главная

идея, лежащая в основе этого раздела, – построение принципиально

нового управления химическими процессами, основанного на анало-

гии с живой клеткой. Химики надеются создать катализаторы нового

поколения, которые позволили бы, например, осуществлять преобра-

зование солнечного света, аналогичное фотосинтезу, в химическую и

электрическую энергию. Пути к этому уже намечены. Изучено мно-

жество биохимических катализаторов – ферментов, найдены способы

их стабилизации.

В 50–60-х годах ХХ века русскими химиками Б. П. Белоусовым и

А. М. Жаботинским были открыты автоколебательные химические

Разумова Е. Р.

реакции, в которых со временем происходят периодические измене-

ния выхода продуктов реакции, т. е. необходимый продукт то выде-

лялся в больших количествах, то прекращал выделяться совсем.

Оказалось, что в некоторых случаях в ходе таких нестационарных

реакций общее количество продукта было даже выше, чем в реакци-

ях с постоянной скоростью. Любопытно, что нестационарные химиче-

ские процессы обнаружены и в живой природе.

Таким образом, развитие химии шло от выяснения состава и

структуры вещества к выяснению условий и механизмов химических

реакций и способов управления ими. Как мы увидим далее, без хи-

мических знаний был бы невозможен столь стремительный рывок,

который в ХХ веке совершила биология.

Контрольные вопросы по Теме 11:

1. Что такое химическая связь?

2. Из каких разделов состоит химия и что они изучают?

3. Что такое полимеры и какие вещества к ним относятся?

Литература: 3, 15, 19, 20, 24.

Тема 12.

Особенности биологического уровня

организации материи

Биология – наука о живых организмах Земли

Прежде всего, следует определить критерии живого: чем живые

системы отличаются от неживых объектов?

1. Главный признак живого – способность к самовоспроизведению,

т. е. к размножению.

2. Способность к росту.

3. Обмен веществ и энергией с окружающей средой.

4. Ответная реакция на внешние раздражители.

5. Способность к распространению по всей планете.

Следует заметить, что для отнесения объекта к живому организму

должны выполняться все пять критериев, а не какой-либо один или

два. Например, к росту способны кристаллы, но они не являются жи-

выми организмами.

Концепции современного естествознания

Весьма важным моментом в изучении живых организмов долгое

время была их классификация. Как не утонуть в этом море разных

летающих, прыгающих, плавающих и т. д. особей? Первым класси-

фикатором живого в истории науки был Аристотель, разделивший

все живые организмы на растения и животных. Человека он отнес к

животным и дал ему очень любопытное определение: двуногое без

перьев.

В XVIII веке вершиной классификации стала система, созданная

шведским ученым К. Линнеем. Он ввел двойные латинские назва-

ния для более чем 8-ми тысяч растений, а также иерархию соподчи-

нения их групп: тип – класс – отряд – семейство – род – вид. Подроб-

ная «инвентаризация» животного мира содержалась в 44-томном

труде Ж. Бюффона «Естественная история». Заметим, что в этот пе-

риод (XVIII век) биология в основном носила терминологический,

описательный характер.

Подлинной революцией в биологии стало учение о клетке, создан-

ное уже в XIX веке немецкими биологами Т. Шванном и М. Шлейде-

ном. Вообще-то, первым увидел клетку в микроскоп в XVII веке Р.

Гук, но до подлинной клеточной теории было еще далеко. Открытию

Р. Гука предшествовало создание его современником, голландцем –

самоучкой А. Левенгуком замечательного прибора – микроскопа. Это

был прорыв в микромир живого (не путать с физическим микроми-

ром)!

Суть учения Шванна и Шлейдена состояла в следующем:

1. Все живые организмы состоят из клеток. Клетка – функцио-

нальная и структурная единица живого.

2. Все клетки сходны по строению и химическому составу и имеют

оболочку (мембрану), ядро и полужидкую среду между ядром и мем-

браной – цитоплазму. Чуть позже немецкий ученый Р. Вирхов вы-

сказал идею о том, что все клетки возникают только в результате де-

ления ранее существовавших клеток. Впоследствии в цитоплазме

обнаружили многочисленные тельца, выполняющие различные

функции (органоиды клетки). Далее выяснили, что клетки сложных

многоклеточных организмов специализированы и выполняют раз-

личные функции, образуя ткани.

Именно клеточная теория лежит в основе современной естествен-

ной классификации всего живого. Итак, живые организмы делятся

на неклеточные (вирусы) и клеточные (все остальные). Вирусы были

открыты в самом конце XIX века русским микробиологом Д. И. Ива-

новским (вирус табачной мозаики). Впоследствии выяснилось, что

Разумова Е. Р.

эти организмы – типичные паразиты, самостоятельно не питаются и

не размножаются, что заставило некоторых биологов призадуматься

– а живые ли они вообще? Вирусу необходимо проникнуть в чужую

клетку организма-хозяина, за счет нее он питается и размножается.

Вирусными заболеваниями являются грипп, гепатит и СПИД, кото-

рый справедливо считают «чумой ХХ и XXI века», поскольку лекар-

ства от него пока не найдено.

Все остальные организмы – клеточные, они подразделяются на

безъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты). К прокариотам

относятся бактерии и сине-зеленые водоросли.

Основоположником науки о прокариотах (микробиологии) был

французский ученый-химик Л. Пастер. Он первым создал экспери-

ментальную технику работы с популяциями бактерий (штаммами),

ему первому пришла в голову мысль о превентивных мерах борьбы с

инфекционными заболеваниями (вакцинах) и методах лечения уже

заболевших людей (сыворотки – это плазма крови уже переболевших

животных, содержащая спасительные антитела). Л. Пастеру челове-

чество обязано победой над чумой, холерой, сибирской язвой, бешен-

ством. Большой вклад в микробиологию внес также соперник и оп-

понент Л. Пастера немецкий врач Р. Кох.

Продолжателем дела, начатого Л. Пастером, был его ближайший

сотрудник, впоследствии лауреат Нобелевской премии русский уче-

ный И. И. Мечников, открывший явление иммунитета.

Следующий шаг в микробиологии был сделан английским ученым

А. Флемингом, нашедшим «волшебную пулю» против многих бакте-

рий – пенициллин. Началась эпоха антибиотиков – грибковых орга-

низмов, убивающих бактерии. Трудно переоценить значение откры-

тия А. Флеминга, за которое он был удостоен Нобелевской премии.

Антибиотики победили пневмонию, туберкулез, многие гнойничко-

вые инфекции. Огромные дозы специальных антибиотиков исполь-

зуют ныне для лечения онкологических заболеваний (химиотера-

пия).

Ядерные клеточные организмы – эукариоты – могут быть однокле-

точными (амебы, инфузории) и многоклеточными, которые в свою

очередь подразделяются на три царства – растения, грибы и живот-

ные.

Растения состоят в основном из углеводов (о химическом составе

живых клеток см. далее) и обладают уникальной способностью к

синтезу органических соединений (клетчатка, крахмал) из неорга-

нических – углекислого газа и воды. Побочным продуктом этой ре-

Концепции современного естествознания

акции является молекулярный кислород и называется она фотосин-

тезом. Механизм процесса фотосинтеза изучил и описал выдающий-

ся русский ученый К. А. Тимирязев.

Грибы состоят наполовину из углеводов, а наполовину из белков,

не обладают способностью к фотосинтезу и размножаются спорами,

клетками, которые в неблагоприятных условиях создают удивитель-

но прочную мембрану, надежно защищающую ее от внешних воздей-

ствий. В таком состоянии спора может находиться продолжительное