Мир инновационных технологий

В результате накопления НАДН стимулируются эти циклы метаболизма и увеличится поток электронов к кислороду по цепи цитохромов, т. е. увеличится количество образованной воды в результате соединения атома кислорода, обогащенного двумя электронами (О2-) с освободившимися в процессе окисления субстратов протонами (Н+). Если же накопится большое количество восстановленной формы НАДН, то дегпдрогеназная реакция затормозится, уменьшится скорость транспорта электронов по дыхательной цепи и, в конце концов, может остановиться.
Как же можно ускорить процесс окислительного фосфорилирования для осуществления необходимых процессов жизнедеятельности? Допустим, что мы имеем дело с мышечной клеткой, которая в результате физической нагрузки истратила большое количество АТФ, в результате чего образовалось большое количество АДФ и, следовательно, ускорился процесс синтеза АТФ в митохондриях. Как следствие этого должна увеличиться концентрация окисленной формы НАД+. Это в свою очередь должно стимулировать циклы трикарбоновых кислот и окисления жирных кислот. Весь аппарат клетки включился в работу по производству необходимой для мышечного сокращения энергии. Здесь уместна аналогия с автомобилем. Потребление АТФ при мышечном сокращении и образование АДФ можно рассматривать как своего рода нажатие на акселератор, заставляющий мотор автомобиля работать быстрее.
Регуляция процессов биосинтеза. Подобно тому, как пара пиридиновых нуклеотидов — восстановленного и окисленного НАД — служит для регуляции энергетического обмена, другая пара пиридиновых нуклеотидов — окисленного и восстановленного НАДФ — используется для осуществления протекающих при биосинтезе восстановительных реакций. В клетке существует фермент — транс-гидрогеназа, который катализирует реакцию:
В результате этой обратимой реакции один кофермент окисляется, а другой восстанавливается. Теперь уже нетрудно отыскать взаимосвязь между регулированием энергетического обмена и процессами синтеза.

отзывы (0)

Совсем иной структурный класс составляют глобулярные белки. Их полипептидные цепи компактно свернуты в трехмерные почти сферические образования, которые принято называть глобулами. Глобулярные белки легко растворимы в воде и легко диффундируют. Более 1000 известных в настоящее время ферментов относится к глобулярным белкам. Глобулярными белками являются также антитела, некоторые гормоны, различные транспортные белки, такие, как сывороточный альбумин н дыхательный белок гемоглобин. Некоторые белки принадлежат к промежуточному классу. Таким, например, является миозин — структурный компонент мышц, а также фибриноген крови, необходимый для тромбообразования. Эти белки, как и глобулярные,- легко растворимы в воде, но подобно фибриллярным белкам состоят из длинных палочкообразных структур.
Для обозначения различных уровней организации белка обычно используют специальные понятия. Первичная структура белка — это аминокислотная последовательность в полипептидной цепи; вторичная структура определяет организацию фибрилл в фибриллярных белках (вытянутая структура) или спирализацию полипептидных цепей, формирующих глобулярные белки. Пептидная связь в полипептидной цепи представляет собой жесткую плоскую систему связей. Поэтому звенья цепи в полипептидах свободно ориентированы относительно друг друга за счет поворота групп не в области «жесткой» пептидной связи, а рядом с пей — за счет свободного вращения по простой С—С-связи. В качестве «единиц» полипептндной цепи сейчас рассматривают не аминокислотные остатки — 1ЧН — СНИ — СО —, соединяемые пептидной связью, а вводят специальное понятие пептидной единицы СШЯ—СО—ГШ с линейным размером около 0,36 нм. Полипептндная цепь представлена формулой, где а — аминокислотные остатки; б — пептидные единицы:
Этот переход имеет простой физический смысл и несколько упрощает обсуждение структурных вопросов. Дело в том, что в пределах амипокнслотного остатка —HN—CaHR—СО — по двум простым связям у а-углеродного атома главной цепи валентностей (Н—С и С—С) осуществляется свободное вращение, что усложняет анализ конформаций (химических структур).

отзывы (0)

Были получены следующие экспериментальные данные: значительная часть белков в мембранах находится не в растянутом виде, а в виде глобулярных структур; содержание липидов во многих мембранах оказывается недостаточным для формирования классического двойного слоя; для разных типов мембран отношение белок — липид сильно отличается (от 4,5 в мембранах бактериальных клеток до 0,4 в биомембранах клеток мозга); было показано, что заметное количество полярной поверхности липидных структур находится не в контакте с белками, а свободно и находится на поверхности мембран в контакте с водой; были получены снимки биомембран при электронно-микроскопических исследованиях, на которых многие мембраны выглядят глобулярными, а не трехслойными. Были созданы различные универсальные модели биомембран. Универсальной моделью биомембраны, учитывающей все возможные экспериментальные факты, является модель мозаичной мембраны Капальди — Грина.
Согласно данным современной науки белки, входящие в состав мембраны, можно разделить на три вида, два из которых являются внутренними белками мембраны, а один — внешними белками. Внешние белки прикрепляются к полярной поверхности липидного слоя за счет электростатических взаимодействий и могут легко перейти в раствор цитоплазмы под действием регуляторных механизмов клетки. Некоторая часть внешних белков может быть связана с внутренними белками. Внутренние белки могут быть свободно плавающими в липидном слое так, что большая часть глобулы погружена в мембрану, а меньшая часть — в окружающую водную среду. Второй вид внутренних белков представлен белками больших размеров или белковыми комплексами, которые пронизывают мембрану насквозь. К этому виду внутренних белков мембраны принадлежит, например, цитохромоксидаза.
Липиды мембраны также разделяются на два вида: свободные липиды и липиды, прочно связанные с белками в липопротеидные комплексы. Доля связанных липидов в биомембранах не превышает 30 %.
Мозаичная модель биомембраны является универсальной, она разрешает все противоречия, возникающие при экспериментальном изучении их строения.

отзывы (0)

Правда, человек редко отказывал себе в удовольствии устроить небольшой пожар, тем более что в лесах не устанавливали тогда внушительные надписи: «Не разводи костров». Те же австралийские туземцы частенько выжигали большие куски прерий, чем облегчали себе охоту на пострадавших от ожогов мелких грызунов. Тем не менее, постоянное выжигание лесов или степей охотничье-собирательскими племенами никогда не практиковалось. Одним словом, подсечную систему следует, безусловно, признать более поздней.
Как утверждают археологи, переход к постоянному земледелию в Западной Европе совершился лишь в первые столетия нашей эры. К этому времени цивилизации Востока имели за собой тысячелетнюю историю, освещенную в многочисленных письменных источниках. Грандиозные пирамиды древнего царства, сложное ирригационное земледелие с применением плуга, развитая металлургия меди и бронзы, иероглифическая письменность Египта и Передней Азии, Кносский дворец на Крите и критское фонетическое письмо – все эти свидетельства культуры Востока создавались в то время, когда в Европе господствовал каменный век буквально на всей ее территории.
Наиболее древние следы земледелия обнаружены в Палестине, в долине Иерихон. Натуфийская культура датируется VII-VI тысячелетиями до н. э. и относится к эпохе позднего мезолита. Долина расположена в глубокой котловине, сложенной из плодородных наносов Иордана. Древний Иерихон находился в 100 метрах от последних предгорий Иудейского хребта. Во время зимних дождей (лето здесь крайне сухое) на его территорию попадают многочисленные ручейки, сносящие с гор продукты водной эрозии. Обстановка очень напоминает описанный выше район южной Туркмении, полное же отсутствие среди орудий производства, найденных при раскопках, почвообрабатывающих приспособлений заставляет думать, что и здесь растения возделывались в условиях лиманной системы, не требовавшей никакой обработки земли.

отзывы (0)

Эффективность удобрений оказалась ограниченной! Урожаи не могли быть увеличены выше некоторого порога! Оставалось либо согласиться с тем, что человечество ожидает голодная смерть, либо… признать ограниченность теории минерального питания. Конечно, ученые, настроенные несколько оптимистичнее, чем Либих, предпочли сделать второе. Кстати, к этому времени (конец XIX века) были накоплены некоторые дополнительные сведения относительно почвы и питания растений, которые представили минеральную теорию в несколько ином свете.
Прежде всего, рухнуло представление о почве как мертвом теле, продукте эрозии безжизненных скал, и в то же время было установлено, что земля – материк обитаемый.
Еще Дарвин писал: «Плуг принадлежит к числу древнейших и имеющих наибольшее значение изобретений человека, но еще задолго до его изобретения почва правильно обрабатывалась червями».
Что почва населена, знали давно. Но лишь к концу XIX века, главным образом благодаря трудам известного русского микробиолога С. Виноградского, удосужились начать «перепись ее населения». Эта перепись не закончена и по настоящее время. Надежные данные получены только для части обитателей «темного царства». Биологи неожиданно оказались в положении, значительно более тяжком, чем астрономы. Те уже давно успели издать звездные каталоги, пересчитать биллионы звезд, шаровых созвездий, открыть новые объекты типа радиогалактик и загадочных квазаров. С подобной исчерпывающей точностью население пахотного горизонта еще не пересчитано, и знаем мы о нем во многом меньше, чем об удаленных на миллионы световых лет пульсарах. А между тем деятельность всей этой огромной армии почвенных организмов для нас вовсе не безразлична.
Известно, например, что вся поверхность нашей планеты покрыта тонким слоем почвы, которая уже не один раз побывала в желудке у червя.

отзывы (0)

Как и большинство рек, Нил течет ниже своей поймы, которую затопляет лишь в период паводков. Чтобы как следует промочить почву и дать илу осесть, в большинстве случаев старались задерживать воду на орошаемом участке. Для этого приходилось обваловывать берега реки дамбами, препятствовавшими преждевременному стоку воды назад в реку. В дамбах оставляли каналы для прохода воды при паводках. Отдельные поля также отгораживали друг от друга дамбами, создавая, таким образом, сообщающиеся друг с другом бассейны. Именно система таких бассейнов и послужила прообразом для иероглифа, обозначавшего страну фараонов.
Но в долине реки было немало мест, куда вода при разливе сама по себе попасть не могла. Эти места могли находиться на одном уровне с поймой или даже лежать ниже ее, но были отгорожены от реки естественными дамбами – прошлыми наносами. Орошение всей долины оказалось возможным только после проведения соответствующих каналов. Кроме того, недостаточно высокий в отдельные годы подъем воды, приводивший к уменьшению площади засеваемых земель, вынуждал сооружать плотины и водохранилища.
Когда один сиутский номарх (правитель области в Древнем Египте), живший примерно лет тысяч пять назад, захотел прославить себя в веках, он приказал высечь на своей гробнице надпись: «Я был Нилом для своего народа».
В отличие от Нила другая великая река – Евфрат – течет выше своей поймы. От нее он отгородился намытыми в течение тысячелетий довольно высокими дамбами – банкетами. Для напуска воды на поля здесь достаточно только прорыть перемычку. И вот уже великий Хаммурапи за 2300 лет до н. э. грозит нерадивому хозяину: «Если кто-нибудь откроет свои оросительные каналы и, небрежно пуская воду, затопит поле своего соседа, он должен возвратить соседу зерно в количестве, пропорциональном площади
затопленного поля».

отзывы (0)

Когда при решении природоохранных проблем говорят об оценке воздействий человека на природу, то обычно речь идет об оценке последствий, в первую очередь — негативных, которые вызывает измененная человеком природа в здоровье населения и в хозяйстве.
Но для того, чтобы оценить, а затем ликвидировать или предотвратить эти последствия, необходимо знать, какие воздействия были оказаны на природу, какие в ней произошли изменения и к каким негативным последствиям эти изменения привели. Очевидно, что знания эти невозможно получить как следствие изучения отдельных, традиционных для географических наук, объектов — природных или хозяйственных комплексов, групп населения.
Объект исследования—система «общество—природа», а точнее, управляемая ее часть «население — хозяйство — природа» подробно охарактеризован в предыдущей статье. Объект не является традиционным. Обычно отдельные блоки исследуются изолированно друг от друга отраслевыми географическими дисциплинами (физическая, экономическая, медицинская география). В лучшем случае изучаются взаимодействия пар этих блоков (население — хозяйство, хозяйство — природа, население — природа).

отзывы (0)

В уравнениях гликолиза и спиртового брожения, приведенных выше, нет молекулярного кислорода, но эти процессы относятся к окислительно-восстановительным реакциям. Об этом можно судить по составу конечных продуктов. Например, при спиртовом брожении образуется этиловый спирт, молекулу которого можно рассматривать как относительно восстановленное соединение, тогда как молекула углекислого газа является предельным состоянием окисления углерода в органических соединениях.
Гликолиз и спиртовое брожение сопровождаются реакциями фосфорилирования и дефосфорилирования с участием молекул АТФ и АДФ, служащих, как мы уже знаем, источником энергии (АТФ) и ее акцептором (АДФ). В результате процессов гликолиза или спиртового бронжения образуется две новые молекулы АТФ на каждую молекулу глюкозы. Таким образом, расщепление глюкозы по этим обоим путям можно по энергетическим соображениям разделить на две стадии — распад глюкозы, протекающий с выделением энергии (197 кДж), и реакцию фосфорилирования двух молекул АДФ до АТФ, протекающую с накоплением энергии (61 кДж). Из этих данных видно, что расщепление глюкозы до молочной кислоты сопровождается освобождением такого количества энергии, которого более чем достаточно для фосфорилирования двух молекул АДФ. Легко подсчитать, что 31 % энергии, освобождающейся при расщеплении глюкозы до молочной кислоты, запасается в виде энергии фосфатных связей АТФ.
Интересно, что суммарный процесс гликолиза, даже с учетом сопутствующего образования АТФ, сопровождается достаточно сильным уменьшением свободной энергии, составляющей 136 кДж. Гликолиз представляет собой практически необратимый процесс, для которого состояние равновесия смещено почти полностью в сторону образования молочной кислоты. Однако некоторые из реакций гликолитического процесса обратимы, они характеризуются сравнительно небольшими величинами изменения свободной энергии. Именно эти обратные стадии и используются для синтеза глюкозы в процессах анаболизма.

отзывы (0)

Что касается промышленного и городского стока, то уже в ближайшее время следует подумать о полном прекращении сброса его в реки и другие природные водоемы, так как это приводит к загрязнению не только речных, но и подземных вод. Основная часть промышленности должна быть переведена на оборотное водоснабжение с замкнутым циклом и с частичным использованием сточных вод с полей орошения.
Понижение уровня грунтовых вод происходит не только в связи с осушением болот, но и благодаря слабому растительному покрову культурных полей, уничтожению степной дернины и в особенности лесов. Снижение водопоглощающей способности почвы, описанное выше, приводит к постепенному подтягиванию грунтовых вод к поверхности и интенсивному испарению их. Это, в свою очередь, ведет к обеднению подземных источников, подпитывающих в сухие периоды растительность и реки.
Характерно в связи с этим описание ливня, который наблюдал один английский ученый в Кении в обезлесенной и подвергшейся эрозии местности. В течение нескольких минут сухая, бесплодная долина была затоплена потоком воды глубиной около четырех и шириной около 50 метров, который увлекал стволы деревьев со скоростью до 15 километров в час. В 11 часов поток достиг максимальной силы, а через шесть часов долину можно было перейти посуху! Так эрозии почвы и неправильное регулирование гидрографического режима земли ведут к иссушению земли, наводнениям, селям и прочим малоприятным явлениям.
Эрозия и все побочные ее последствия приводят к невозвратимым потерям почвы. И если еще сто лет назад эти потери казались незначительными, так как неосвоенных земель было еще очень много, то теперь настала пора борьбы за каждый смытый миллиметр почвы, за каждый клочок почвенного покрова планеты, надежно укрывающего ее и заставляющего нас забыть, что, по существу…

отзывы (0)

В различных процессах метаболизма она служит переносчиком углеродных остатков (СН20). Отсутствие фолиевой кислоты вызывает анемию и лейкопению, т. е. расстройство образования как лейкоцитов, так и эритроцитов. Отсутствие фолиевой кислоты является причиной тропической болезни — спру. Этот витамин содержится в больших количествах в листьях растений. Обычная пища человека содержит фолиевую кислоту в достаточных количествах, кроме того, она образуется и кишечной флорой.
служит простетической группой в ферментах и обладает способностью фиксировать углекислый газ.
Авитаминоза, вызванного отсутствием биотина, как правило, у человека не наблюдается. Однако при приеме в пищу большого количества яичного белка могут возникнуть некоторые его элементы. В яичном белке содержится авидин, который, соединяясь с биотином, инактивирует его. У животных симптомы авитаминоза, полученного искусственным путем, состоят в дерматите, себорее и выпадении шерсти на лапах и вокруг глаз. Суточная потребность в биотине составляет 0,01 мг, что значительно меньше того количества, которое поступает с пищей или как результат деятельности микрофлоры.
Пантатеновая кислота представляет собой пептид, образованный из пантоевой кислоты и В-аланина:
Пантатеновая кислота является составной частью кофермента А. У человека авитаминоза не бывает, так как кишечная палочка выделяет ее в больших количествах. У животных авитаминозы пантатеновой кислоты получены. У крыс, например, следствием его является поседение шерсти и остановка роста и, что более опасно, некроз коркового вещества надпочечников. Кроме того, нарушается выработка антител. Человеку необходимо 10 мг пантатеновой кислоты в сутки.

отзывы (0)