Самоорганизация и происхождение живых систем презентация

Содержание

Жизнь есть наиневероятнейшее состояние материи Э. Шредингер Жизнь – это форма существования макроскопических гетерогенных открытых систем, далеких от равновесия, способных к самоорганизации, саморегуляции и самовоспроизведению М.В. Волькенштейн

Слайд 1X. Самоорганизация
1. Живые системы
живых систем

Слайд 2Жизнь есть
наиневероятнейшее
состояние материи
Э. Шредингер
Жизнь – это форма существования
макроскопических
гетерогенных
открытых систем,
далеких от

равновесия,
способных к самоорганизации,
саморегуляции и
самовоспроизведению

М.В. Волькенштейн


Системы

Слайд 3(συστεμα - составленный)
– целое, составленное из частей;
соединение элементов, связаных

друг с другом
прямыми и обратными связями,
образующее единство с окружающей средой

прямые и обратные связи

обмен информацией

возникновение
управления

Система

Слайд 4Отсутствует обмен
веществом, энергией
и информацией
со средой
Наличие обмена
веществом, энергией
и информацией
со средой

Равновесие
Стационарное состояние

Открытые

Замкнутые









Энтропия
максимальна

Энтропия
понижается

Системы

Слайд 5Открытые системы
Неравновесны
Низкоэнтропийны
Устойчивы
Структурированы
Системы
Жизнь… – это работа специальным образом организованной системы, направленная на

понижение собственной энтропии за счет повышения энтропии окружающей среды

Э. Шредингер


Слайд 6Простые

Сложные

Состоят из небольшого числа
простых элементов

Состоят из большого числа элементов, которые представляют собой подсистемы

Поведение системы однозначно следует определенному алгоритму

Поведение системы
однозначно
не определяется

Системы

Слайд 7Поведение системы
Одного состояния можно достигнуть разными путями
Прекращение поступления энергии ведет к

распаду

Для перехода нужна флуктуация

Выходы из неустойчивости могут быть разными

Поддержание гомеостаза

Система

Энергия
системы

0


Флуктуация

Флуктуация






Неустойчивость


Системы

Слайд 8Поведение системы
Энергия
системы
0
Системы



Постоянные
малые
флуктуации

«Расшатывание
гомеостаза»
Дестабилизация
системы
«Удачная»
флуктуация

Скачок в
неустойчивость
Гибель

Новая
устойчивость
или

Слайд 9Сложные системы

Много элементов
Многочисленные сложные
связи между элементами
Динамическое равновесие
(колебания между устойчивостью и неустойчивостью)
Возникновение
системных
свойств
Флуктуации
Системы

Слайд 10взаимоотношения и взаимодействия
элементов на основе информации,
которой тем или иным способом обмениваются
элементы


Системные свойства


Системы

Слайд 11
Иерархичность устройства
Эмерджентность – наличие качеств, присущих
системе в целом, но не свойственных

ни одному из
ее элементов в отдельности

Важнейшие системные свойства

Устойчивость – способность к поддержанию
гомеостаза

Альтернативность путей функционирования и развития

Системы

Слайд 12σιστεμα

Слайд 13Свойства системы определяются связями
между элементами
Глюкоза
углекислый газ вода
газированная вода
Эмерджентность (неаддитивность)
«целое

больше, чем сумма составляющих его частей»

Углерод, кислород, водород

Слайд 14«Целое больше,
чем сумма составляющих его частей»

Слайд 15Самоорганизация
процесс упорядочения в сложной
открытой неравновесной системе
возникновение структуры

без
поступления извне
каких-либо инструкций, команд,
а

только энергии


Самоорганизация
–

переход в новую устойчивость

Слайд 16Самоорганизация
процесс упорядочения в сложной
открытой неравновесной системе

Самоорганизация

Сначала система
должна быть выведена

из состояния
динамического равновесия

Для самоорганизации нужна

Самоорганизация
–

флуктуация

Слайд 17Самоорганизация
флуктуация
возникновение
структуры

Слайд 18Условия среды постоянны
Условия среды резко меняются
Стазис
Стазис
Быстрое
изменение
Условия среды постоянны
Палеонтологическая летопись
Флук-
туация

Слайд 19
Самоорганизация
нормальный
аномальный
Альтернативность
путей развития
Эмерджентность

Слайд 20Сигнал
Постройка термитника
Кидай свой
комочек сюда!
Самоорганизация
Хватай комочек
и неси!
Сигнал

Слайд 21Способность к развитию
Способность к самоорганизации
Свойства сложных открытых
неравновесных систем

Возникновение жизни
Эволюция

Слайд 22Самоорганизация
II. Возникновение живых систем
живых систем

Слайд 23Ок. 13 млрд. лет
Ок. 7 млрд. лет
Ок. 4,5 млрд.

лет


КАК?

Слайд 24Происхождение жизни –
четыре стадии

Абиогенез – синтез малых органических молекул (аминокислот,

нуклеотидов)
Образование биополимеров
Возникновение самовоспроизведения (наследственности)
Образование пробионтов

Слайд 25Абиогенез
«атмосфера» – H2O, H2, CH4, NH3
Эксперимент Миллера и Ури
Через неделю в

смеси были:
глицин, аланин, молочная кислота, метилаланин, сукцинат, аспартат, муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, мочевина и др.


аминокислоты

белки

Показано
в
эксперименте



Сахара

Азотистые
основания

Слайд 26ДНК

Белок
Для белка нужен
ген!
(ДНК)
Для ДНК нужен
фермент!
(белок)
Белки не способны к
самовоспроизведению
Генетическая
информация
?
Что было раньше

Слайд 27Раньше должна была быть молекула,
которая сама:
Содержала генетическую информацию
Была способна к

самоудвоению

Обладала каталитической активностью

Что было раньше

?

Это была
РНК!

Слайд 28Раньше была молекула, которая
сама:
Содержала генетическую информацию
Была способна к самоудвоению
Обладала каталитической

активностью

Что было раньше

?

Это была
РНК!

А откуда она взялась?

Слайд 29рибоцитидин-2',3'-циклофосфат
рибоуридин-2',3'-циклофосфат
Показано
в
эксперименте

Активированный рибонуклеотид

Слайд 30Динуклеотид
Показано
в
эксперименте
Активированный рибонуклеотид
3'-5'-фосфодиэфирная связь

Слайд 31динуклеотид


реакция трансэтерификации
Показано
в
эксперименте

Слайд 32

РНК
Активированныe рибонуклеотиды
РНК-мир
Предположение

Слайд 33Способна к кодированию информации
Способна к самоудвоению без
участия ферментов
Обладает каталитической активностью
РНК
Но!
РНК –

слишком сложная
и хирально чистая молекула


Слайд 34Рост
микрокристалла
Нужна хиральная
Матрица
Глина
матрица!

Слайд 35Самовоспроизведение!
Расщепление
микрокристалла
Рост
микрокристаллов
Матрица
Показано
в
эксперименте

Слайд 36Глина

Слайд 37Гипотеза мира полиароматических углеводородов

Слайд 38Полиароматические углеводороды

Слайд 39














РНК
Стэкинг
Азотистые
основания
Стэкинг
Полиароматические углеводороды
Показано
в
эксперименте
Предположение

Слайд 40динуклеотид
аминоацил-нуклеотидилат


Возникновение генетического кода
Показано
в
эксперименте

Слайд 41«проген»

Слайд 42Аденин
Урацил
«проген»
РНК-зависимая РНК-полимераза



Предположение
Показано
в
эксперименте

Слайд 43

Кофермент А

Нуклеотид
Дипептид
«Молекулярное живое ископаемое»


Слайд 44Происхождение жизни – четыре стадии
Абиогенез – синтез малых органических молекул (аминокислот,

нуклеотидов)
Образование биополимеров (РНК)
Возникновение самовоспроизведения (наследственности)
Образование пробионтов

Слайд 45Показано
в
эксперименте















Пробионты

Липосома
Вода
Пробионт
Предположение

Слайд 46Показано
в
эксперименте
Активированные
нуклеотиды
Синтез
ДНК
Пробионты

Слайд 47Где?
Предположение

Слайд 48Предположение

Слайд 49Предположение
× 4000

Похожие презентации

Рослини - мандрівники 1338
Уровни жизни и свойства живого 255
Живородящие птицы 397
Хвостатые земноводные 842
Физиологические механизмы сна 545
Przedłużanie trwałości roślin ciętych 436

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика