химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

дние работают прежде всего в сочленениях. Соответствующие системы образуют кинематические цепи, т. е. совокупности звеньев, соединенных таким способом, что если одно из них закрепить, а какое-то другое привести в движение, то все остальные должны будут двигаться предписанным образом. Кинематические цепи образуют и конечности, и черепа кинетического типа у многих ящериц, змей и птиц. Кинетические черепа содержат подвижные сочленения.

Задача техники состоит в конструировании механизмов, способных совершать определенные движения. Биологи часто встречаются с обратной задачей — понять механизм, лежащий в основе наблюдаемого движения. Механизмы эти, созданные природой, весьма сложны, как о том свидетельствует, например, действующая модель крыльев мухи (рис. 12.26).

Механические свойства материалов и устройств, используе-* мых организмами для движения, разнообразны. Внутренний и внешний скелеты должны обладать определенной прочностью. Так, например, череп дятла построен специальным способом, обеспечивающим амортизацию мозга птицы при сильных ударах

Рис. 12.26. Действующая модель, объясняющая механизм движения крыльев мухи: 1 — проволока, изображающая продольную спинную мышцу, 2 — ре-аинка, изображающая плейростериальную мышцу, 8 — крыло, 4 — тергит, 5 ~ плечо скутеллума, 6 — ллейрит, х, у, z, f — шарниры

клювом. Кости позвоночных построены из микроскопических кристаллов гидроксиапатита 3 Са3(Р04)2-Са(ОН)2, погруженных в фибриллярную коллагеновую структуру. Коллаген обеспечивает высокую прочность на изгиб.

Коллаген, сократительные и другие белки, участвующие в движениях животных, обладают специфическими вязкоупругими свойствами. У позвоночных в стенках артерий и в других органах содержится эластин, свойства которого сходны со свойствами резины. Эластин обладает высокоэластичностью, природа которой, как и у каучука, энтропийная (см. § 3.1). У насекомых в грудном отделе содержится белок резилин, также обладающий каучукоподобными свойствами — его модуль упругости близок к модулю упругости резины, и упругость практически целиком энтропийная. При полете саранчи большая часть кинетической энергии, отнимаемой у крыльев в конце их подъема, переходит в потенциальную энергию упругой деформации резилина, затем эта энергия вновь переходит в кинетическую энергию опускаемых крыльев. При прыжке блохи ее задняя нога, поднимаясь, сжимает комочек резилина. Она поднимается сравнительно медленно в результате сокращения мышцы, а затем резко освобождается особым спусковым устройством. Резилин срабатывает, как резина в рогатке.

Вязкоупругие свойства белковых материалов очень важны для движений как позвоночных, так и беспозвоночных.

Движение животных в воздухе и в воде определяется эволюционным развитием биологических систем, приспособленных

к решениям задач аэро- и гидродинамики, в ряде случаев пока недоступных искусственным устройствам. Кожа дельфина обладает специальными свойствами, позволяющими уменьшать лобовое сопротивление движению животного. Машущий и планирующий полет птиц послужил образцом для построения летательных аппаратов человеком. Область науки, посвященная техническому применению механизмов, развитых живой природой, именуется бионикой. Она была начата Леонардо да Винчи, проектировавшим крылья для полета человека. Он же был основоположником биомеханики в целом, впервые изучавшим ходьбу, бег и прыжки человека.

К биомеханике относится и рецепция механических колебаний и ориентации тела органами равновесия (отолитовые органы в ухе).

Биомеханические исследования очень существенны для техники и для медицины, в частности, в связи с невесомостью в космических полетах. Укажем, например, на протез руки, работающий от биотоков (Гурфинкель). Биомеханика — одна из важных областей биофизики, но ее подробное изложение выходит 8а рамки этой книги.

Глава 13 БИОЭНЕРГЕТИКА ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ

§ 13.1. Биологическое окисление

Биоэнергетические процессы, приводящие к синтезу АТФ, к «зарядке биологических аккумуляторов», протекают в мембранах митохондрий. В них локализованы и пространственно организованы молекулярные системы, ответственные за энергетику живых организмов. Синтез АТФ в митохондриях сопряжен с электронным и ионным транспортом и с механохимическими явлениями. Функции митохондриальных мембран весьма сложны и многообразны. Другой тип биоэнергетических сопрягающих мембран — мембраны хлоропластов растений, ответственные за фотосинтез,— рассматривается в гл. 14. У бактерий сопряжение реализуется в плазматических мембранах.

Источником энергии, расходуемой клеткой на все ее нужды, является дыхание, т. е. окисление органических соединений кислородом воздуха. В 1780 г. Лавуазье показал, что дыхание и горение имеют единую природу. За последние два столетия исследования химиков, биологов и физиков привели к раскрытию основных особенностей биологического окисления.

«Топливо», т. е. окисляемые вещества, поступает в организм животного с пищей в виде жиров, углеводов и белков. Они расщепляются, т. е. гидролизуются в р

страница 159
< 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
mizuno morelia neo md
проекты частных кинозалов
григорий лепс крокус сити холл 2017
обучение на холодильщика в красноярске

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
(23.07.2017)