химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ода колебаний С3 и С6 показывает, что он примерно на два порядка

больше характеристического времени т'^а"1. Это время оценивается в 5—10 мин, период Т порядка нескольких часов или суток. Колебания ангармоничны: система проводит большую часть времени в области малых значений концентраций Сз и Сб.

Машинные расчеты показывают, что система синхронизуется внешним периодическим воздействием (освещенность). При переходе от одного режима к другому фаза устанавливается медленно.

Более подробное исследование системы уравнений (8.106) выполнено в работе [87] (см. также [18]).

Очевидно, что приведенное рассмотрение максимально упрощенно и не позволяет еще сделать какие-либо количественные выводы. Однако упрощенный подход раскрывает физический смысл автоколебаний при фотосинтезе и показывает, как они могут синхронизоваться суточным ритмом.

§ 8.9. ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В МЕМБРАНАХ

Мембраны клеток и внутриклеточных органоидов в значительной степени определяют их свойства. Естественно думать, что и периодические процессы, присущие живым организмам, связаны с периодическими явлениями в мембранах.

NA+СГ

сс Нейтр. р

Рис. 8.36. Схема трехслойной полиэлектролитной мембраны.

Нелинейное поведение возбудимых мембран отчетливо проявляется в генерации и распространении электрического импульса (см. гл. 5). Здесь мы рассмотрим периодические изменения состояния мембран, наблюдавшиеся в ряде опытов (см. [88]). Теорелл показал, что в условиях взаимодействия ионного и объемного потоков через мембрану возможно ее нестационарное поведение вследствие периодического изменения ионной проводимости [89]. Теория этих явлений рассмотрена далее. Шашуа наблюдал колебания электрического потенциала в очень тонких двойных полиэлектролитных мембранах [90]. Двойной слой состоял из поликислоты (а) и полиоснования (Р). Таким образом, в нем имелись три зоны — отрицательно заряженная а, нейтральная и положительно заряженная р (рис. 8.36). Мембрана помещалась между двумя одинаковыми растворами 0,15 М NaCl. При наложении отрицательного потенциала со стороны полиоснования (+) наблюдались периодические спайки и при некотором критическом значении тока — незатухающие колебания, сохранявшиеся часами. Ток через мембрану состоит из перемещения катионов сквозь зону а и анионов сквозь зону р. В результате в центральной нейтральной зоне накапливается NaCl. Возрастание осмотического давления приводит к появлению потока растворителя в мембрану и возрастанию в ней гидростатического давления. С другой стороны, увеличение концентрации соли вызывает сокращение молекул полиэлектролита, что также увеличивает гидростатическое давление. Когда это увеличение превзойдет увеличение осмотического давления, поток растворителя изменит знак, и концентрация соли в мембране увеличится еще больше. Возникает концентрационный градиент, соль покидает мембрану и продолжает вытекать после того, как мембрана достигнет максимального сокращения. Затем наступает релаксация, возвращение мембраны в исходное состояние, и процесс начинается сначала. Теоретическое рассмотрение этого автоколебательного процесса, поддерживаемого

постоянной внешней силой, проведено Качальским и Спангле-ром [88].

Мембранный осциллятор Теорелла [89] состоит из двух ячеек, заполненных электролитом разной концентрации и разделенных мембраной из пористого стекла, содержащей связанные отрицательные заряды. При пропускании постоянного тока создается разность потенциалов на двух сторонах мембраны, и в ячейках возникает сдвиг уровней жидкостей. При сильных постоянных токах в системе происходят периодические колебания уровней жидкостей и мембранного потенциала, разнящиеся по фазе. Это — электрокинетическое явление. Вследствие того, что мембрана содержит фиксированные отрицательные заряды, электролит в ее порах несет преимущественно катионы. Внешние поля заставляют перемещаться катионы и растворитель. Распределение концентраций в порах мембраны зависит от количества протекающей жидкости и скорости ее течения, от чего зависит и сопротивление мембраны.

Допустим, что концентрация электролита в левой ячейке выше, чем в правой. Пропустим через мембрану ток, направленный справа налево. Возникнет следующая качественная картина [91]: поток воды, направленный справа налево, заставит разбавленный раствор NaCl войти в мембрану, где возникнет вогнутый профиль концентрации (рис. 8.37). Сопротивление мембраны становится больше сопротивления покоя, соответствующего прямолинейному профилю концентрации. Падение потенциала на мембране начнет расти, что в свою очередь приведет к увеличению сопротивления и к росту мембранного потенциала. При достаточно высоком гидростатическом давлении скорость потока уменьшится и вогнутый профиль концентрации вернется к первоначальной прямолинейной форме. При этом возникнет избыток гидростатического давления над осмотическим, и водный поток начнет двигаться в обратном направлении. Поток действует на концентрационные профили как искажающий фактор, а дифф

страница 160
< 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

Скачать книгу "Общая биофизика" (4.77Mb)


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

 

 

Реклама
купить земельный участок в новой риге
планировка домашнего кинотеатра
купить кровать под размер матраса 140 на 180 см
CFF SET4B

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
(25.07.2017)