Profesije koje zahtijevaju biologiju i hemiju. Specijalisti hemijskih i bioloških struka tvrde da je optimalno

Stručnjaci kažu da je optimalan način izbora profesije zasnovan na tri stuba: „hoću“, „mogu“ i „moram“

Želim – to su profesionalne sklonosti i interesovanja. Mogu - ljudske sposobnosti. Neophodno je - zahtjevi tržišta rada, potražnja za sličnim zanimanjem i specifičnosti ove potražnje.

br. Vrsta zanimanja Primjeri zanimanja sa više obrazovanje Primjeri zanimanja sa prosjekom stručno obrazovanje 1 osoba - priroda Veterinar, genetičar, agronom, biolog, mikrobiolog, zemljoradnik, antropolog, ihtiolog, zoopsiholog, ekolog, uzgajivač itd. Poljoprivrednik, zemljoradnik, stočar, uzgajivač biljaka, veterinar, vodič za pse, lovac, šumar, cvjećar - dekorater, itd. 2 osobe - tehničar biotehnolog, naučnik materijala 3 osobe - osoba nastavnik, doktor, psiholog, službenik Ministarstva za vanredne situacije, sestra 4 osobe - znakovni hemičar, biolog, bioinženjer meteorolog 5 osoba - umjetnički imidž Tehnolog umjetničke obrade metala (juvelir), pejzažni dizajner, vizažist Šminker, cvjećar

Tehnologije materijala: tehnolog materijala, tehnolog gume, tehnolog stakla, tehnolog industrije goriva i energije, industrijski tehnolog Prehrambena industrija, tehnolog umjetničke obrade metala (juvelir), nanotehnolog

Specijalista za bezbednost u oblasti hemijske zaštite, biološke zaštite, radijaciona sigurnost, kriminalistički službenici.

IN poljoprivreda: agronom, stočar, veterinar, uzgajivač, specijalista za zaštitu bilja, ekolog, poljoprivredni tehničar, pejzažni dizajner.

Medicina - lekari, laboratorijski asistenti, bolničari, genetičari, medicinske sestre, lekari Ministarstva za vanredne situacije.

Specijalnost je naziv određene vrste stručnog usavršavanja, koja se završava dodjelom kvalifikacije (na primjer, prvostupnik, specijalista ili master).

Valeolog je specijalista za očuvanje zdravlja ljudi i prevenciju bolesti, daje preporuke o formiranju zdrav imidžživota u cilju poboljšanja kvaliteta života, socijalna adaptacija, povećanje efikasnosti i aktivne dugovječnosti ljudi.

Anesteziolog-reanimator je ljekar koji osigurava bezbolnost hirurške intervencije, kao i sigurnost pacijenata tokom i nakon operacije.

Kiropraktičar je doktor koji svojim rukama liječi kičmu, mišiće i zglobove.

Fonijatar je ljekar koji se specijalizirao za probleme s glasom.

Farmaceut je visokokvalifikovani farmaceut koji ima pravo obavljanja samostalnih farmaceutskih poslova (proizvodnje lijekova) i upravljanja apotekom.

Hematolog - identificira bolesti krvi i liječi ih. .

Androlog Venereolog Virolog Hitna medicinska pomoć Ginekolog Dermatolog Stomatološki tehničar Imunolog Infektolog Kardiolog Kardiohirurg Kozmetolog Logoped Neurolog Neuropatolog Neurohirurg Nefrolog Oftalmolog Onkolog Ortoped Otorinolaringolog Seksolog Denolaringolog Pedijatar Internolaringolog Pedijatar Ur. ist Physician Ledsher Surgeon

Oblast informacionih tehnologija je jedna od najperspektivnijih. Njihova distribucija i uticaj na ljudski život već je ogroman, a u budućnosti će se samo povećavati. IT stručnjaci i programeri računarskog hardvera

Inženjerska struka već postaje sve traženija. U Rusiji postoji akutni nedostatak profesionalnih stručnjaka u proizvodnji. Važna tačka: Posebno će se cijeniti inženjeri sa kombinacijom tehničkog i humanističkog obrazovanja. Inženjeri

Biotehnolog se bavi razvojem u oblasti molekularne medicine, biologije, biofarmaceutske proizvodnje i drugih industrija. Specijalisti za elektroniku i biotehnologiju

Predviđa se da će za oko 10 godina doći do prezasićenosti ruskog tržišta roba i usluga. Za njihovu prodaju bit će potrebni posebno obučeni ljudi - trgovci. Radit će uglavnom iste stvari kao i sada - strategiju, vodstvo, umrežavanje, itd. - ali na širem nivou. Marketers

Ako se nivo rasta prihoda u našoj zemlji ne smanji (a prema prognozama će rasti), tada će se veličina srednje klase značajno povećati i opšti nivoživot. To znači da će se povećati potreba za kvalitetnom uslugom, a samim tim i za profesijama u uslužnom sektoru. Specijalisti za usluge

Oni organizuju nabavku i transport robe, njeno skladištenje i odlučuju transportna pitanja, organizovati komunikaciju između proizvodnje, skladišta, carine i kupaca. Ovo je teška profesija koja će zahtijevati dobro stručno osposobljavanje i kvalitetno obrazovanje. Logističari

Problemi sa zagađenjem okruženje, klimatske promjene i nestašica resursa danas postaju najhitnija pitanja. Ekolozi su pozvani da se bave ovim problemima i traže nove i moderne načine za njihovo rješavanje. Ekolozi

Ljekare čeka najšire polje djelovanja: od rasta vještačkih organa, prije upotrebe nanotehnologije. Medicinska profesija vjerovatno nikada neće izgubiti svoju relevantnost i relevantnost. Medicina kao nauka postaje sve kompleksnija, a doktori zahtijevaju sve više znanja i sve obimnije i dublje obrazovanje. Doktori

Prije svega, hemičari će biti uključeni u oblast energetike, posebno u razvoj alternativnih izvora energije. Hemičari

Lokacije po izboru obrazovne ustanove Portal https: //www. ucheba. ru/ odjeljak „Za srednjoškolce i kandidate“ („univerziteti“) – potražite univerzitet koji predaje vašu profesiju. Cijela lista specijaliteti koji su predstavljeni na moskovskim univerzitetima mogu se naći na web stranici http: //www. provuz. ru/. Kada kliknete na broj specijalnosti, dobićete listu moskovskih univerziteta koji predaju ovu specijalnost.

Hemija i biologija dugo vremena Svaki je krenuo svojim putem, iako je dugogodišnji san hemičara bio da stvore živi organizam u laboratorijskim uslovima.

Sama ova ideja nastala je u periodu alhemije i sve do 16. veka bila je jedan od glavnih ciljeva. Međutim, do 17. vijeka među naučnicima se ustalilo uvjerenje o neizvodljivosti i, shodno tome, lažnosti ideala alhemije. Ovo prevrednovanje je olakšano pozitivnim znanjem koje je akumulirano kao rezultat razvoja same alhemije. Kao rezultat toga, diskreditirana su područja alhemije kao što su potraga za "kamenom filozofa" i univerzalnim rastvaračem. Treći ideal alhemije, eliksir dugovečnosti, nije izgubio svoju popularnost zahvaljujući svojoj upotrebi hemikalije za održavanje zdravlja i liječenje bolesti.

Ipak, “biološki ideali” ranih faza razvoja hemijsko znanje odredio stabilnu tradiciju hemičara koji se okreću problemima biologije, iako su se u isto vrijeme pojavile ideje o neprolaznoj granici između živog i neživog.

Proces interakcije između hemije i biologije značajno se intenzivirao početkom 19. veka, kada su se u okviru hemije formirale dve samostalne naučne discipline - neorganska i organska hemija. U pogledu interakcije između hemije i biologije, organska hemija je od najvećeg interesa.

Organska priroda dala je organskim hemičarima odlične primjere njihovog stvaranja - tvari biljnog i životinjskog porijekla - za imitaciju i reprodukciju sličnih tvari u hemijske laboratorije. Tako je za hemičare nastao „biološki ideal“, koji je imao a veliki uticaj o razvoju organske hemije, posebno u početnoj fazi njenog formiranja.

Do oštrog jačanja odnosa između hemije i biologije došlo je kao rezultat stvaranja A.M. Butlerovljeve teorije hemijska struktura organska jedinjenja. Vođeni ovom teorijom, organski hemičari ušli su u nadmetanje sa svojom “suparnicom” – prirodom. Naredne generacije hemičara pokazale su veliku domišljatost, rad, maštu i kreativno traganje u usmerenoj sintezi supstanci. Njihova namjera nije bila samo da imitiraju prirodu, htjeli su je i nadmašiti. I danas sa sigurnošću možemo reći da je u mnogim slučajevima to bilo uspješno.

Tek postepeni razvoj nauke u 19. veku, koji je doveo do otkrića strukture atoma i detaljnog poznavanja strukture i sastava ćelije, otvorio je praktične mogućnosti hemičarima i biolozima da rade zajedno na hemijski problemi učenja o ćeliji, uključujući pitanja o karakteru hemijski procesi u živim tkivima, o kondicioniranju biološke funkcije hemijske reakcije.

Zaista, ako posmatrate metabolizam u tijelu sa čisto hemijske tačke gledišta, kao što je to učinio AI. Oparin, videćemo totalitet veliki broj Relativno jednostavne i ujednačene hemijske reakcije, koje se međusobno kombinuju tokom vremena, ne odvijaju se nasumično, već u strogom redosledu, što rezultira formiranjem dugih lanaca reakcija. A taj poredak je prirodno usmjeren ka stalnom samoodržanju i samoreproduciranju cjelokupnog živog sistema u cjelini u datim uslovima sredine.

Dakle, takva specifična svojstva živih bića kao što su rast, reprodukcija, pokretljivost, razdražljivost, sposobnost reagiranja na promjene spoljašnje okruženje, povezani su sa određenim kompleksima hemijskih transformacija.

Stoga hemija igra glavnu ulogu među naukama koje proučavaju život. Upravo je hemija otkrila najvažniju ulogu hlorofila kao hemijske osnove fotosinteze, hemoglobina kao osnove procesa disanja i utvrdila hemijske prirode prijenos nervne ekscitacije, utvrđena struktura nukleinske kiseline itd. Ali glavna stvar je bila da, objektivno, hemijski mehanizmi leže u samoj osnovi bioloških procesa i funkcija živih bića. Sve funkcije i procesi koji se odvijaju u živom organizmu mogu se izraziti jezikom hemije, u obliku specifičnih hemijskih procesa.

Naravno, bilo bi pogrešno svesti fenomene života na hemijske procese. Ovo bi bilo grubo mehaničko pojednostavljenje. A jasan pokazatelj toga je specifičnost hemijskih procesa u živim sistemima u poređenju sa neživim. Proučavanje ove specifičnosti otkriva jedinstvo i međusobnu povezanost hemijskih i bioloških oblika kretanja materije. O tome svjedoče i druge nauke koje su nastale na raskrsnici biologije, hemije i fizike: biohemija - nauka o metabolizmu i hemijskim procesima u živim organizmima;

bioorganska hemija - nauka o strukturi, funkcijama i putevima sinteze jedinjenja koja čine žive organizme; fizička i hemijska biologija kao nauka o funkcionisanju složenih sistema za prenos informacija i regulaciji bioloških procesa u molekularnom nivou, kao i biofiziku, biofizičku hemiju i biologiju zračenja.

Naučna dostignuća ovaj proces je postao definicija hemijski proizvodi ćelijskog metabolizma(metabolizam u biljkama, životinjama, mikroorganizmima); uspostavljanje bioloških puteva i ciklusa biosinteze ovih proizvoda, realizovana je njihova veštačka sinteza, otkrivanje materijalne osnove regulatorne i nasledne molekularni mehanizam, a uvelike je razjašnjen značaj hemijskih procesa u energetici ćelijskih procesa i živih organizama uopšte.

U današnje vrijeme za hemiju postaje posebno važna primjena bioloških principa, koji koncentrišu iskustvo prilagođavanja živih organizama uslovima na Zemlji dugim milionima godina, te iskustvo stvaranja najnaprednijih mehanizama i procesa. O ovome bismo trebali razgovarati detaljnije.

Još u 19. veku naučnici su shvatili da je osnova za izuzetnu efikasnost bioloških procesa biokataliza. Stoga su hemičari postavili svoj cilj da stvore novu hemiju zasnovanu na katalitičkom iskustvu žive prirode. Pojaviće se nova kontrola hemijskih procesa, gde će se početi primenjivati ​​principi sinteze sličnih molekula, na osnovu principa enzima stvaraće se katalizatori sa toliko raznovrsnih kvaliteta koji će daleko nadmašiti one koji postoje u našoj industriji.

Iako enzimi imaju opšta svojstva, svojstveni svim katalizatorima, međutim, oni nisu identični potonjima, budući da funkcionišu unutar živih sistema. Stoga se svi pokušaji da se iskustvo žive prirode iskoristi za ubrzanje hemijskih procesa u neorganskom svijetu suočavaju sa ozbiljnim ograničenjima. Do sada možemo govoriti samo o modeliranju nekih funkcija enzima i korištenju ovih modela za teorijska analiza aktivnosti živih sistema, kao i djelimično praktična upotreba izolovanih enzima za ubrzavanje određenih hemijskih reakcija.

Ovdje je, očito, najperspektivniji smjer istraživanja usmjerena na primjenu principa biokatalize u hemiji i hemijskoj tehnologiji, za koje je potrebno proučiti cjelokupno katalitičko iskustvo žive prirode, uključujući i iskustvo stvaranja enzima. sama, ćelija pa čak i organizam. Tu su se pojavili temelji evolucione hemije kao nove nauke, otvarajući put fundamentalno novoj hemijskoj tehnologiji koja je sposobna da postane analogna živim sistemima.

Činjenica da je kataliza odigrala odlučujuću ulogu u tranziciji iz hemijski sistemi na biološki, odnosno u predbiološkoj fazi evolucije, trenutno je potvrđeno mnogim podacima. Takve reakcije su praćene formiranjem specifičnih prostornih i vremenskih struktura uslijed stvaranja novih i uklanjanja korištenih kemijskih reagensa. Međutim, za razliku od samoorganizacije otvorenih fizičkih sistema u podacima hemijske reakcije bitan stiču katalitičke procese.

Uloga ovih procesa raste kako sastav i struktura hemijskih sistema postaju složeniji. Na osnovu toga neki naučnici direktno povezuju hemijsku evoluciju sa samoorganizacijom i samorazvojom katalitičkih sistema. Drugim riječima, takva evolucija, ako ne u potpunosti, onda u značajnoj mjeri, povezana je s procesima samoorganizacije katalitičkih sistema. Ovdje, međutim, treba imati na umu da prijelaz na najjednostavnije oblike života također pretpostavlja poseban diferencirani odabir samo onih kemijskih elemenata i njihovih spojeva koji su glavni građevinski materijal za obrazovanje biološki sistemi. Takvi elementi u hemiji se nazivaju organogeni.

Kao rezultat ovakvog pristupa pojavile su se informacije o odabiru hemijskih elemenata i struktura koje su se pokazale sličnim biološka evolucija. Trenutno je hemijska nauka otkrila 110 hemijskih elemenata. Većina njih ulazi u žive organizme i učestvuje u njihovim životnim aktivnostima. Međutim, osnovu za životnu aktivnost organizama daje samo šest hemijskih elemenata - organogena. To su ugljenik, vodonik, kiseonik, azot, fosfor i sumpor. Njihov ukupni težinski udio u strukturi živog organizma iznosi 97,4%. Nakon njih, po važnosti, slijedi 12 elemenata koji učestvuju u izgradnji mnogih fiziološki važnih komponenti bioloških sistema. To su natrijum, kalijum, kalcijum, magnezijum, aluminijum, gvožđe, silicijum, hlor, bakar, cink, kobalt, nikl. Njihov težinski udio u tijelu je 1,6%. Osim toga, postoji još 20 elemenata koji su uključeni u izgradnju i funkcionisanje pojedinačnih, visoko specifičnih biosistema i čiji je težinski udio oko 1%. Svi ostali elementi praktično nisu uključeni u izgradnju biosistema.

Opšta slika hemijskog sveta takođe pruža veoma ubedljive dokaze o izboru elemenata. Trenutno hemijska nauka zna oko 8 miliona. hemijska jedinjenja. Od toga, velika većina (96%) su organska jedinjenja, koja se formiraju na bazi istih 6 - 18 elemenata. A od preostalih 95 - 99 hemijskih elemenata, priroda je stvorila samo 300 hiljada neorganskih jedinjenja. Najčešći organogen na Zemlji su kiseonik i vodonik. Prevalencija ugljika, dušika, fosfora i sumpora u površinskim slojevima Zemlje je približno ista i općenito je mala - oko 0,24 težinskih postotaka. U svemiru vladaju samo dva elementa - vodonik i helijum, a preostali elementi se mogu smatrati samo njihovim aditivima.

Ovako oštar nesrazmjer između organskih i neorganskih jedinjenja, kao i isključivo diferenciran izbor minimuma organogena, ne može se objasniti različitim obiljem hemijskih elemenata u svemiru i na Zemlji.

To znači da su odlučujući faktori u izboru hemijskih elemenata tokom formiranja organski sistemi, a još više u biosistemima, postoje uslovi da ovi elementi zadovolje određene zahtjeve:

1. Sposobnost stvaranja jakih i stoga energetski intenzivnih hemijskih veza.

2. Ove veze moraju biti labilne (tj. sposobne za formiranje novih i raznovrsnih veza).

Zato je ugljenik odabran od mnogih drugih elemenata kao organogen broj jedan. Ona je, kao nijedan drugi element, sposobna da sadrži i drži u sebi najređe hemijske suprotnosti, da ostvari njihovo jedinstvo i da deluje kao nosilac unutrašnje kontradikcije.

Prilično je teško reći kako se vrši selekcija struktura i koji je njen mehanizam. Ali ovaj proces nam je ostavio neku vrstu muzeja. Kao što je od svih hemijskih elemenata, samo 6 organogena i 10-15 drugih elemenata odabrano od prirode da čine osnovu biosistema, tako je kao rezultat evolucije došlo do pažljivog odabira hemijskih jedinjenja.

Od miliona organskih jedinjenja, samo nekoliko stotina je uključeno u izgradnju živih bića; od 100 poznatih aminokiselina, samo 20 je uključeno u proteine; samo četiri nukleotida DNK i RNK leže u osnovi svih složenih polimernih nukleinskih kiselina odgovornih za nasljednost i regulacija. sinteza proteina u bilo kojem živom organizmu.

Danas je jasno da su u toku evolucije one strukture koje su doprinele naglo povećanje aktivnost i selektivnost djelovanja katalitičkih grupa. Već postoje neki zaključci:

1. On ranim fazama U hemijskoj evoluciji svijeta kataliza je potpuno odsutna. Uslovi visoke temperature(više od 5000 K), električna pražnjenja i zračenje, s jedne strane, sprječavaju nastanak kondenzirane tvari, as druge strane više nego pokrivaju one dijelove energije koji su neophodni za prevladavanje energetskih barijera.

2. Prve manifestacije katalize počinju kada uslovi omekšaju i formiraju se primarne čvrste materije.

3. As fizičkim uslovima približili zemaljskim, uloga katalizatora se povećala. Ali opšte značenje kataliza do stvaranja manje ili više složenih organskih molekula još uvijek nije mogla biti visoka.

4. Uloga katalize u razvoju hemijskih sistema nakon dostizanja početnog stanja, odnosno poznatog kvantitativnog minimuma organskih i neorganskih jedinjenja, počela je da raste fantastičnom brzinom.

Teorija samorazvoja elementarnih otvorenih katalitičkih sistema, zapravo opšti pogled nominovan od strane profesora MSU A.P. Rudenko 1964. je opšta teorija hemijska evolucija i biogeneza. Rješava pitanja o pokretačkim snagama i mehanizmima evolucijskog procesa, odnosno o zakonima kemijske evolucije, o izboru elemenata i struktura i njihovoj kauzalnosti, o visini hemijske organizacije i hijerarhiji hemijskih sistema kao posljedica evolucije.

Suština ove teorije je da hemijska evolucija predstavlja samorazvoj katalitičkih sistema i da su katalizatori supstanca koja se razvija. Tokom reakcije dolazi do toga prirodna selekcija onih katalitičkih centara koji imaju najaktivniji. Samorazvoj, samoorganizacija i samokomplikovanje katalitičkih sistema nastaje usled stalnog priliva transformisane energije. A pošto je glavni izvor energije osnovna reakcija, maksimalne evolucijske prednosti postižu katalitički sistemi koji se razvijaju na bazi egzotermnih reakcija. Dakle, osnovna reakcija nije samo izvor energije, već i alat za odabir najprogresivnijih evolucijskih promjena u katalizatorima.

Tako je A.P. Rudenko je formulirao osnovni zakon kemijske evolucije, prema kojem se s najvećom brzinom i vjerojatnošću formiraju oni putevi evolucijskih promjena u katalizatoru, duž kojih dolazi do maksimalnog povećanja njegove apsolutne aktivnosti.

Praktična posljedica teorije samorazvoja otvorenih katalitičkih sistema je takozvana „nestacionarna tehnologija“, odnosno tehnologija sa promjenjivim reakcionim uvjetima. Danas istraživači dolaze do zaključka da je stacionarni režim, čija se pouzdana stabilizacija činila ključnim visoka efikasnost industrijski proces je samo poseban slučaj nestacionarnog načina rada. Istovremeno su otkriveni mnogi nestacionarni režimi koji doprinose intenziviranju reakcije.

Danas su izgledi za stvaranje i razvoj nove hemije, na osnovu koje će se stvarati niskootpadne, bezotpadne i štedljive industrijske tehnologije, već potpuno jasne.

Plan seminarske nastave (2 sata)

1. Hemija kao nauka. Struktura hemije.

2. Odnos između hemije i fizike. Toplotni efekat hemijske reakcije.

3. Problem hemijski element. Reaktivnost supstance.

4. Strukturna hemija, njegove moderne zadatke.

5. Doktrina hemijskog procesa. Kataliza.

6. Evolucijska hemija. Odnos hemije i biologije. Teorija A.P. Rudenka.

Teme izvještaja i sažetaka

1. Priča o otkriću retkih hemijskih elemenata.

2. Novi materijali u hemiji i mogućnost njihove upotrebe.

LITERATURA

1. Budreiko N.A. Filozofska pitanja hemije. M., 1970.

2. Vasiljeva T. SA/, Orlov V.V. Hemijski oblik materije. M., 1983.

3. Dancev A. A. Filozofija i hemija. Rostov na Donu, 1991.

4. Kuznjecov V.I. Dijalektika razvoja hemije. M., 1973.

5. Kuzmenko N.E., Eremin V.V. hemija. Odgovori na pitanja. M., 1997.

6. PimentelJ, CoonrodJ. Mogućnosti hemije danas i sutra. M., 1992.

7. Umro 3. Hemija na putu u treći milenijum. M., 1982.

8. Solovjev Yu.I. Evolucija glavnih teorijskih problema hemije. M., 1971.

9. Solovjev Yu.I., Kurashov V.I. Hemija na raskršću nauka. M., 1989.

10. Figurovski N.A. Priča hemija. M., 1979.

11. Hemija i pogled na svijet. M., 1986.

Poznato je da su hemija i biologija dugo išle svojim putem, iako je dugogodišnji san hemičara bio stvaranje živog organizma u laboratorijskim uslovima.

Do oštrog jačanja odnosa između hemije i biologije došlo je kao rezultat stvaranja A.M. Butlerovljeva teorija hemijske strukture organskih jedinjenja. Vođeni ovom teorijom, organski hemičari su ušli u takmičenje s prirodom. Naredne generacije hemičara pokazale su veliku domišljatost, rad, maštu i kreativnu potragu za usmerenom sintezom supstanci. Njihova namjera nije bila samo da imitiraju prirodu, htjeli su je i nadmašiti. I danas sa sigurnošću možemo reći da je u mnogim slučajevima to bilo uspješno.

Progresivni razvoj nauke u 19. veku, koji je doveo do otkrića strukture atoma i detaljnog poznavanja strukture i sastava ćelije, otvorio je praktične mogućnosti hemičarima i biolozima da rade zajedno na hemijskim problemima proučavanje ćelije, na pitanja o prirodi hemijskih procesa u živim tkivima i uslovljenosti bioloških funkcija hemijskih reakcija.

Ako posmatrate metabolizam u tijelu sa čisto hemijske tačke gledišta, kao što je to učinio AI. Oparina, videćemo skup velikog broja relativno jednostavnih i uniformnih hemijskih reakcija koje se međusobno kombinuju tokom vremena, ne dešavaju se nasumično, već u strogom redosledu, što rezultira formiranjem dugih lanaca reakcija. A taj poredak je prirodno usmjeren ka stalnom samoodržanju i samoreproduciranju cjelokupnog živog sistema u cjelini u datim uslovima sredine.

Jednom riječju, takva specifična svojstva živih bića kao što su rast, reprodukcija, pokretljivost, ekscitabilnost i sposobnost reagiranja na promjene u vanjskom okruženju povezana su s određenim kompleksima kemijskih transformacija.

Značaj hemije među naukama koje proučavaju život je izuzetno velik. Upravo je hemija otkrila najvažniju ulogu hlorofila kao hemijske osnove fotosinteze, hemoglobina kao osnove procesa disanja, utvrdila hemijsku prirodu prenosa nervnog pobuđenja, odredila strukturu nukleinskih kiselina itd. Ali najvažnije je da, objektivno, hemijski mehanizmi leže u samoj osnovi bioloških procesa i funkcija živih bića. Sve funkcije i procesi koji se odvijaju u živom organizmu mogu se izraziti jezikom hemije, u obliku specifičnih hemijskih procesa.

Naravno, bilo bi pogrešno svesti fenomene života na hemijske procese. Ovo bi bilo grubo mehaničko pojednostavljenje. A jasan pokazatelj toga je specifičnost hemijskih procesa u živim sistemima u poređenju sa neživim. Proučavanje ove specifičnosti otkriva jedinstvo i međusobnu povezanost hemijskih i bioloških oblika kretanja materije. O tome svjedoče i druge nauke koje su nastale na raskrsnici biologije, hemije i fizike: biohemija - nauka o metabolizmu i hemijskim procesima u živim organizmima; bioorganska hemija - nauka o strukturi, funkcijama i putevima sinteze jedinjenja koja čine žive organizme; fizička i hemijska biologija kao nauka o funkcionisanju složenih sistema za prenos informacija i regulaciji bioloških procesa na molekularnom nivou, kao i biofizika, biofizička hemija i biologija zračenja.

Najveća dostignuća ovog procesa bila su identifikacija hemijskih produkata ćelijskog metabolizma (metabolizam u biljkama, životinjama, mikroorganizmima), uspostavljanje bioloških puteva i ciklusa biosinteze ovih proizvoda; ostvarena je njihova umjetna sinteza, otkrivena je materijalna osnova regulatornog i nasljednog molekularnog mehanizma, te je u velikoj mjeri razjašnjen značaj hemijskih procesa i energija procesa u ćelijama i živim organizmima uopšte.

U današnje vrijeme za hemiju postaje posebno važna primjena bioloških principa, koji koncentrišu iskustvo prilagođavanja živih organizama uslovima na Zemlji dugim milionima godina, te iskustvo stvaranja najnaprednijih mehanizama i procesa. Na tom putu je već bilo određenih dostignuća.

Pre više od jednog veka naučnici su shvatili da je osnova za izuzetnu efikasnost bioloških procesa biokataliza. Stoga su hemičari postavili svoj cilj da stvore novu hemiju zasnovanu na katalitičkom iskustvu žive prirode. Uvešće novu kontrolu hemijskih procesa, gde će se početi primenjivati ​​principi sinteze sličnih molekula, na osnovu principa enzima stvaraće se katalizatori sa toliko raznovrsnih kvaliteta koji će daleko nadmašiti one koji postoje u našoj industriji.

Unatoč činjenici da enzimi imaju zajednička svojstva svojstvena svim katalizatorima, međutim, oni nisu identični potonjima, jer funkcioniraju unutar živih sustava. Stoga se svi pokušaji da se iskustvo žive prirode iskoristi za ubrzanje hemijskih procesa u neorganskom svijetu suočavaju sa ozbiljnim ograničenjima. Za sada se može govoriti samo o modeliranju nekih funkcija enzima i korištenju ovih modela za teorijsku analizu aktivnosti živih sistema, kao i djelimično praktičnom korištenju izolovanih enzima za ubrzavanje određenih hemijskih reakcija.

Ovdje je, očito, najperspektivniji smjer istraživanja usmjerena na primjenu principa biokatalize u hemiji i hemijskoj tehnologiji, za koje je potrebno proučiti cjelokupno katalitičko iskustvo žive prirode, uključujući i iskustvo stvaranja enzima. sama, ćelija pa čak i organizam.

Trenutno su već vidljivi izgledi za nastanak i razvoj nove hemije na osnovu koje će se stvarati niskootpadne, neotpadne i štedljive industrijske tehnologije.

Danas su hemičari došli do zaključka da će, koristeći iste principe na kojima je izgrađena hemija organizama, u budućnosti (bez potpunog ponavljanja prirode) biti moguće izgraditi fundamentalno novu hemiju, novu kontrolu hemijskih procesa, gdje će se početi primjenjivati ​​principi sinteze sličnih molekula. Predviđeno je stvaranje pretvarača koji koriste sunčevu svetlost sa velikom efikasnošću, pretvarajući je u hemijsku i električnu energiju, kao i hemijsku energiju u svetlost visokog intenziteta.

Za savladavanje katalitičkog iskustva žive prirode i primjenu stečenog znanja u industrijskoj proizvodnji, kemičari su iznijeli niz obećavajućih načina.

1. Razvoj istraživanja u oblasti katalize metalnih kompleksa sa fokusom na relevantne objekte žive prirode. Ova kataliza je obogaćena tehnikama koje koriste živi organizmi u enzimskim reakcijama, kao i metodama klasične heterogene katalize.

2. Sastoji se u modeliranju biokatalizatora. Trenutno zbog veštačka selekcija strukture, bilo je moguće konstruisati modele mnogih enzima koje karakteriše visoka aktivnost i selektivnost, ponekad gotovo isti kao originali, ili sa većom strukturnom jednostavnošću.

Međutim, rezultirajući modeli još uvijek nisu u stanju zamijeniti prirodne biokatalizatore živih sistema. U ovoj fazi razvoja hemijskog znanja, ovaj problem je izuzetno teško rešiti. Enzim se izoluje iz živog sistema, utvrđuje njegova struktura i uvodi se u reakciju radi obavljanja katalitičkih funkcija. Ali djeluje kratko i brzo se uništava, jer je izoliran od cjeline, od ćelije. Cijela stanica sa cijelim enzimskim aparatom važniji je objekt od jednog dijela izoliranog od nje.

3. Savladavanje mehanizama laboratorije žive prirode povezano je sa dostignućima hemije imobilizovanih sistema. Suština imobilizacije je da se enzimi izolirani iz živog organizma adsorpcijom fiksiraju na čvrstu površinu, čime se pretvaraju u heterogeni katalizator i osiguravaju njegovu stabilnost i kontinuirano djelovanje.

4. Razvoj istraživanja usmjerenog na primjenu principa biokatalize u hemiji i hemijskoj tehnologiji karakteriše formulisanje najšireg zadatka - proučavanje i ovladavanje cjelokupnim katalitičkim iskustvom žive prirode, uključujući formiranje enzima, ćelija, pa čak i organizam. Ovo je faza u kojoj se postavljaju temelji evolucione hemije kao efikasne nauke sa svojim radnim funkcijama. Naučnici tvrde da je ovo kretanje hemijske nauke ka fundamentalno novoj hemijskoj tehnologiji sa perspektivom stvaranja analoga živih sistema. Rješenje ovog problema će zauzeti ključno mjesto u stvaranju hemije budućnosti.