химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

рой вновь устойчивы. Области неустойчивых состояний на рис. 9.4 — это ЕС и BF. На кинетической ветви могут возникать организация системы во времени (скажем, незатухающие колебания), организация в пространстве и новые множественные стационарные состояния.

При достижении порога Ra происходит переход типа фазового вследствие усиления флуктуации, достигающих макроскопического уровня, Становятся устойчивыми новый режим, новая струге-* тура. Этот эффект, конечно, совместим с граничными условиями,

критическом внутреннего

значении конвскци*

Рпс ал.

Структура Бекара

наложенными на систему. Именно таково поведение лазера. Другой пример — нестабильность Петри. Слой вязкой жидкости, подогреваемой снизу, переходит при градиента температуры в состояние ониого движения, образуя упорядоченные кооперативные структуры (рис. . Эффект непосредственно связан с нелинейностью уравнении гидродинамики. Сходным образом нелинейные, ав-токаталитическне химические процессы приводят в области, расположенной за термодинамическим порогом, к возникновению пространственновременных диссипативпых структур (гл. 16). Порядок в равновесной системе возникает в соответствии с условием минимумн свободной анергии, в диссипаттгвнои системе — вследствие возрастания флуктуации до макроскопического уровня.

Область физики, изучающая диссипативпые системы и их самоорганизацию, именуется синергетикой. В этой области мы выходим за пределы термодинамики и вынуждены обратиться к конкретным кинетическим моделям (гл. 15-—17). Каи мы увидим, эти модели оказываются эффективными- и при изучении биологического развития — филогенеза и онтогенеза (т. 17).

Обращение к диссипатпвиым системам непосредственно связано с расширением теории информации. Оказывается необходимым исследовать пе только количество информации, ее передачу и перекодировку, по и рецепцию информации, возможную лишь вне равновесия, при наличии неустойчивости.

Глава 10 ФИЗИКА МЕМБРАН

§ 10.1. Мембраны клетки

Неклеточные формы жизни не существуют на Земле. Вирусы и бактериофаги не могут рассматриваться как самостоятельные живые системы — из всех функций живой клетки они обладают лишь способностью передавать генетическую программу. Напротив, основные характеристики жизни присущи как одноклеточным организмам, так и подавляющему большинству типов специализированных клеток многоклеточных. Строение и поведение отдельных клеток настолько сложно, что оказывается возможным формулировать проблемы поведения на клеточном уровне, проблемы цитоэтологии (Александров, 1970).

Построение надмолекулярной биологии начинается с изучения живой клетки. Биофизика клетки стремится провести рассмотрение клетки, пользуясь экспериментальными и теоретическими моделями, к которым применимы физические подходы.

Важнейшие физические и физико-химические функции клетки состоят в химическом метаболизме и биосинтезе, в биоэнергетических процессах запасания энергии и ее преобразования при реализации электро- и механохимических процессов и регулируемого транспорта молекул и ионов. Как мы видели (§ 2.6), запасание энергии происходит главным образом в форме АТФ — химическая энергия АТФ трансформируется в химическую, электрическую, осмотическую и механическую работу. Биосинтетическая и биоэнергетическая функции неразрывно связаны; они реализуются лишь в открытой неравновесной системе. Соответственно эти функции сопряжены с транспортом вещества из окружающей среды в клетку и из клетки в окружающую среду.

Сочетание транспорта вещества с сохранением и автономностью внутреннего устройства клетки осуществляется единственным возможным способом — для выполнения своих функций клетка как целое отделена от внешней среды полупроницаемой перегородкой. Каждая клетка окружена плазматической мембраной. Появление клеточной мембраны, по-видимому, было важным этапом в возникновении жизни — компартментация, отделение внутриклеточного пространства от внешнего мира, определяла решительное ускорение добиологической и биологической эволюции (см. гл. 17),

С другой стороны, тонкая регуляция внутриклеточных процессов осуществляется на основе пространственного разделения органоидов клетки. Внутриклеточные мембраны служат для ком-партментации внутреннего содержимого клетки.

Биологические мембраны — надмолекулярные системы, протяженность которых в двух измерениях значительно превосходит их толщину, имеющую порядок 10 нм. Однако все механизмы, ответственные за биологическую функциональность мембраны, локализованы именно в ее толще.

Мембраны не являются пассивными полупроницаемыми оболочками, но принимают прямое и очень важное участие во всех функциях клетки. Мембраны обеспечивают активный транспорт вещества, идущий в направлении, противоположном градиенту химического или электрохимического потенциала. В мембранах локализованы основные биоэнергетические процессы — окисли-тельное фосфорилирование и фотосинтез. АТФ синтезируется в мембранах митохондрий, в тилакоидных мембранах хлоропластов зеленых растений. Есть основания думать о связи ме

страница 126
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
кресло руководителя ch 838
Рекомендуем фирму Ренесанс - купить лестницу на второй этаж в частном доме - быстро, качественно, недорого!

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.04.2017)