химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

шь если она сопровождается понижением свободной энергии, AG < 0. Это необходимое, однако еще недостаточное условие для протекания реакции. Если начальное и копечное состояния системы разделены высоким активационным барьером, константа к скорости реакции, зависящая экспоненциально от высоты энергетического барьера Еау согласно закону Аррениуса

k=AexV{-EJRT), (1.10)

где А — предэкспоненциальный множитель, R — газовая постоянная, Т—абсолютная температура, может быть исчезающе малой. Поэтому можно рассматривать неравновесное состояние, защищенное высоким барьером, как равновесное. Пример — гремучий газ, смесь Н2 и Oz, взрывающаяся при активации цепной реак2" 19

тдии пламенем сдички. но устойчивая, т. е. квазиравновесная, в отсутствие активации. Роль катализатора состоит в снижении активационного барьера Е&.

Неравновесная термодинамика оказывается необходимой при трактовке динамических процессов,— прежде всего, явлений развития.

С термодинамикой связана и теория информации. Увеличение .количества информации в системе, рассматриваемой как сообщение, всегда сопряжено с понижением энтропии (см. гл. 9). Информационные аспекты биологии весьма поучительны. Выясняется, что понятие количества информации совершенно недостаточно для рассмотрения развивающихся биологических систем. Оказывается необходимым рассматривать и рецепцию информации, и создание новой информации. И то, и другое возможно лишь в условиях неравновесия, нестационарности и неустойчивости. В биологии важно не количество информации^ ио ее качество, смысл или ценность (§17.8).

§ 1.7. Разделы и методы биофизики

Живая природа, живые организмы представляют собой многоуровневые сложные системы. Большие и малые молекулы, клеточные органоиды, клетки, ткани, органы, организмы, популяции, биоценозы, биосфера — уровни, которыми должны заниматься и биология, и биофизика.

Биофизика условно подразделяется на три области: молекулярная биофизика, биофизика клетки, биофизика сложных систем. Уто деление не обязательно, но удобно. Охарактеризуем содержание и методы трех областей биофизики.

Молекулярная биофизика изучает строение и физико-химические свойства биологически функциональных молекул, прежде всего биополимеров — белков и нуклеиновых кислот. Задачи молекулярной биофизики состоят в раскрытии физических механизмов, ответственных за биологическую функциональность молекул, например за каталитическую активность белков-ферментов. Молекулярная биофизика — наиболее развитая область биофизики. Она неотделима от молекулярной биологии и химии. Крупные успехи в этой области понятны — легче изучать молекулы (даже наиболее сложные из известных науке молекулы белков), чем клетки или организмы. Молекулярная биофизика опирается, с одной стороны, на биолого-химические дисциплины (биохимия, молекулярная биология, биоорганическая и бионеорганическая химия), с другой, на физику малых и больших молекул. Соответственно этому в гл. 2 мы рассматриваем химические основы биофизики, в гл. 3 — физику макромолекул и лишь после этого обращаемся к молекулярной биофизике. как таковой (гл. 4—8).

Поскольку главные задачи молекулярной биофизики относятся к структуре молекул и их функциональности, как уже сказало но, мы можем рассматривать равновесные свойства молекул. Теоретический аппарат молекулярной биофизики — равновесная термодинамика, статистическая механика и, конечно, квантовая механика, поскольку речь идет о химии, о молекулах. Для экспериментального исследования биологически функциональных молекул (будем далее называть их просто биологическими молекулами) применяется широкий арсенал физических методов. Это, во-первых, методы, употребляемые в физике макромолекул для определения их молекулярных масс, размеров и формы — седиментация в ультрацентрифуге, рассеяние света и рассеяние рентгеновских лучей растворами исследуемых веществ и т. д. Во-вторых, методы исследования структуры молекул, основанные на взаимодействии вещества со светом, начиная с рентгеновских лучей и кончая радиочастотным излучением. Методы оптики и спектроскопии, в широком смысле этих слов, включают рентге-ноструктурный анализ, 7-резонансную спектроскопию (эффект Мёссбауэра), электронные и колебательные спектры, т. е. спектры поглощения и люминесценции в ультрафиолетовой и видимой областях, инфракрасные спектры и спектры комбинационного рассеяния. Сюда же относится спектрополяриметрия, т. е. исследования естественного и магнитного вращения плоскости поляризации света и кругового дихроизма. Очень ценную информацию дают спектры ядерного и электронного парамагнитного резонан-сов (ЯМР и ЭПР). В случае ЭПР особенно важно применение парамагнитных спиновых меток. В-третьих, методы калориметрии, применяемые для изучения превращений биологических макромолекул. И, наконец, прямое изучение структуры белков и нуклеиновых кислот (а также, конечно, надмолекулярных структур, клеточных органоидов и клеток) посредством электронной микроскопии.

Применение ряда этих методов в биологии специфично. Поэтому необходимо рассказат

страница 9
< 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
купить топпер в интернет магазине дешево
купить наклейки на машину с хоккеем
электропривод белимо ble230.
labor legno.it

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
(24.01.2017)