химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

внешней среды. Это — единственная мера, так как мы не располагаем точными способами оценки количества информации в клетке или в многоклеточном организме. В ряде работ делались такие оценки. Так, Данков и Кастлер считали, что в организме имеется примерно 500 различных структурно важных молекул. В среднем на одну молекулу приходится 4 бит информации и она может иметь около 12 способов ориентации, что дает еще 3 бит. Организм содержит примерно 1028 атомов, каждая молекула состоит из

100 атомов. 90% молекул (подобно воде) информации не несут. Отсюда следует, что человеческий организм содержит примерно 7-Ю25 бит информации (т. е. 7-Ю9 эрг/К или 120 кал/К). Если рассматривать построение организма из атомов, то получим 2-1028 бит или 48 ккал/К- Для зиготы получается величина, в 1014 раз меньшая [43]. Равен дает другую оценку, исходя из числа нуклеотидов в ДНК [44].

По оценке Блюменфельда [52] основное количество информации в человеческом организме определяется упорядоченным расположением аминокислотных остатков в 7 кг белков, чему соответствует 3-Ю25 остатков. Это количество информации равно примерно 1,3-1026 бит. Другие вклады значительно меньше: 150 г ДНК, содержащимся в человеческом организме, отвечает 6 -1023 бит, упорядоченному расположению 1013 клеток — 4-1014 бит и упорядоченному расположению 108 молекул биополимеров в клетке — всего лишь 2,6* 109 бит.

Важнейшая особенность обсуждаемой ситуации состоит в том, что биологическая система не является статистической. Это — динамическая система, своего рода химическая машина, поведение которой определяется положением и функциональностью взаимозависимых составных частей. Части эти макроско-пичны (макромолекулы, надмолекулярные системы, клетки, ткани), соответственно функциональные изменения их относительного расположения не сопровождаются сколько-нибудь заметными изменениями энтропии. Биологическая система есть система именно в том смысле, что ее части взаимосвязаны и их энергия не аддитивна. Тем самым, в системе не выполняются исходные предпосылки статистической механики, и работа биологической машины не может быть описана в терминах энтропии или количества информации.

Конечно, биологические макромолекулы, вода, ионы и т. д. характеризуются определенной энтропией, определенным количеством информации. Биологическая динамическая система содержит статистические части. Статистичность исчезает на уровне организованных макроструктур, начиная с белковых глобул. Паровая машина или двигатель внутреннего сгорания также содержат динамическую и статистическую части. Поведение водяного пара или горячей смеси закономерно рассматривается на основе термодинамики, но как уже говорилось, статистическая механика бесполезна для описания работы цилиндра и поршня, хотя металл, из которого эти детали построены, есть статистическая система.

Как справедливо указывает Блюменфельд, в организме также имеются обе части (первой является прежде всего внутренняя водная среда), но в отличие от теплового двигателя они пространственно и функционально совмещены (см. также [37]).

Эффективность рассмотрения открытой системы, исходящего из функции диссипации, т. е. из скорости продукции энтропии, по-видимому, недостаточна для биологии. Энтропия — принципиально усредненная статистическая величина — дает лишь весьма ограниченную характеристику биологической системы. Это, конечно, никак не противоречит описанным выше возможностям применения неравновесной термодинамики в биологии. Ее применения ограничиваются, однако, некоторыми общими феноменологическими положениями и трактовкой «немашинных» процессов. Применительно к регуляторным явлениям и к процессам развития термодинамика может лишь констатировать наличие неустойчивостей, наличие множественных стационарных состояний в нелинейной области. Функция диссипации утрачивает прямое эвристическое значение вдали от равновесия. Тем более это относится к машинной системе. Встречающиеся в литературе попытки модифицировать линейную термодинамику с целью описания процессов роста и дифференцировки (см., например, [45]) основаны на недоразумении и научного значения не имеют.

Понятие количества информации эквивалентно энтропии и, следовательно, является усредненной характеристикой статистической, а не динамической, системы. Соответственно теоретико-информационные подходы к трактовке биологических процессов, оперирующие лишь количеством информации, измеряемым в битах или в энтропийных единицах, недостаточно эффективны.

Моно утверждает, что основное отличие организма от кристалла состоит лишь в гораздо большем количестве информации в организме [46]. В свете сказанного очевидно, что это утверждение ошибочно. Кристалл — равновесная система, которая может быть и замкнутой, организм — неравновесная, открытая динамическая система, характеристика которой посредством энтропии или количества информации недостаточна.

Процессы создания, накопления, передачи, утраты, перекодировки и рецепции информации имеют фундаментальное значение в биологии, в онтогенезе и фил

страница 33
< 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
ограничитель магнитный для двери цена
стоимость чугунных батарей отопления
оплетка на руль кожа
программное обеспечение для управления гироскутером

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
(06.12.2016)