Мир инновационных технологий

Таким же образом построены активные процессы переноса аминокислот. Только здесь наблюдается специфичность переносчиков относительно аминокислот. Существует по крайней мере пять типов переносчиков аминокислот: для основных аминокислот, для кислых аминокислот, для аминокислот, для нейтральных аминокислот с небольшими радикалами (по относительной молекулярной массе) и для тяжелых нейтральных аминокислот. Для переноса аминокислот внутрь клетки также необходимы ионы Na+ в окружающей среде. Чем выше концентрация их вне клетки, тем выше способность клетки переносить внутрь аминокислоты. Из мембран клеток кишечной палочки выделен белок с относительной молекулярной массой 36 000, который является переносчиком лейцина и содержит на молекулу один центр связывания лейцина. Установлено, что мутанты кишечной палочки, не способные к активному транспорту лейцина, не содержат в наружной мембране этого белка.
Что же представляет собой «натриевый насос» и насколько этот механизм переноса катионов является универсальным для различных видов живой клетки? В настоящее время уже не вызывает сомнений, что многие процессы переноса одного вещества в клетку сопровождаются одновременным выводом другого. Так мы уже познакомились с процессами переноса Сахаров и аминокислот внутрь клетки при одновременном выводе из нее ионов Na+. Кроме того, вывод из клетки ионов Na+ приводит к поступлению внутрь клетки ионов К+, которые очень необходимы ей в процессах синтеза белка на рибосомах и при гликолизе (ионы К+ должны обеспечить максимальную активность фермента гликолиза — пируваткиназы). Поэтому большинство аэробных клеток поддерживает относительно высокую концентрацию ионов К+ (100— 150 мм). Постоянство концентрации ионов К* обеспечивается за счет их активного переноса в клетку. При этом из клетки откачиваются ионы Na+, а у некоторых бактериальных клеток — протоны. В клеточной стенке содержится, как мы уже указывали, АТФ-аза. Оказалось, что она активируется одновременно ионами Na+ и К+. Это очень удивительно, так как оказалось, что АТФ-аза — единственный фермент, для достижения оптимальной активности которого необходимы одновременно оба иона.

отзывы (0)

Систематизация различных форм нарушения возобновимых ресурсов под влиянием хозяйственной и иной деятельности осуществлялась по линии «воздействия—последствия». При этом «воздействие» рассматривалось как причина нарушений природных компонентов, а «последствие» — как результат этих нарушений. Разного рода воздействия выступили ключевым звеном анализа и прогноза, так как только зная и влияя на источник воздействия, можно регулировать характер и размеры возникающих последствий. Последствия рассматривались не только как отклик на воздействия, но и как определенный результат управления воздействием, а также средство для выяснения характера и особенностей воздействия.
Учитывая площадный характер прогнозируемых явлений на всех стадиях разработок, вводились операционные географические единицы в виде территориальных сочетаний видов хозяйственного и иного воздействия на1 природные системы, а также территориальных сочетаний последствий этого воздействия (районов, ареалов и т. п.). Использование картографического метода обеспечивало пространственную определенность прогнозных построений, сплошной территориальный охват, возможность прослеживать географические закономерности исследуемого процесса.

отзывы (0)

Человечество возделывает злаки уже много тысячелетий. Но почему именно злаки? Может быть, не так уж глуп герой марктвеновского рассказа «Как я редактировал сельскохозяйственную газету»? Быть может, булки действительно могли бы расти на деревьях. Существует же, наконец, хлебное дерево! Поискать, очевидно, нечто подобное следует: ведь для своих корыстных целей мы эксплуатируем меньше одного процента от всего видового богатства флоры Земли.
Кое-что в этом направлении уже сделано. Прежде всего, обратили внимание на океан. И не мудрено: неисчислимые стада многочисленных обитателей моря существуют практически за счет планктона и рассеянных по поверхности океана огромных лугов, состоящих из мелких водорослей. Способности к размножению у последних поистине фантастические. Например, хлорелла. При ее выращивании в корытах по способу, сходному с гидропонным, удается выращивать урожай до 1000 центнеров с гектара за год. Это более чем в 30 раз больше того, что дает пшеница в поле. В хлорелле много витаминов. При этом в зависимости от условий выращивания в ней может содержаться около 90 процентов белков (в пшенице – 30) или 80 процентов жиров (больше, чем у масличных: подсолнечник – 25, конопля – 35), или 40 процентов крахмала и сахара (сахарный тростник и свекла – 20). Так что можно задуматься о хлебе из хлореллы, о хлорелловом масле и сахаре.
Правда, пока хлорелловые пироги не могут конкурировать с пшеничными. Но ведь это только начало.
Будущее у этих пирогов, безусловно, есть… Думая о будущем, мы никак не можем забывать и о настоящем. В ближайшие десятилетия невозможно обеспечить растущее население земного шара гидропонными овощами и хлорелловыми яствами. Наверное, не под силу людям и коренным образом переделать климат планеты. А поэтому стоит прислушаться к голосу тех, кто призывает вернуться к тем методам добычи продовольствия, какие предоставляет нам природа, насколько это возможно, конечно.

отзывы (0)

Технология производства человеком средств к жизни всегда была
процессом активным, ибо, как писал Маркс, «технология раскрывает активное отношение человека к природе, непосредственный процесс производства его жизни».
Мало того. Современная биологическая наука рассматривает связи «живого» (все равно – «разумно» оно или нет) со средой обитания как связи активные, как взаимодействие, в результате которого живое активно изменяет среду. Эволюция биологического вида и эволюция среды его обитания взаимообусловлены.
За миллиарды лет существования жизни на Земле она многократно преобразовала ландшафт и тысячекратно изменила свои формы. Динозавр непохож на лошадь так же, как несхожи геологические эпохи, их разделяющие. Однако и динозавры, и тысячи тысяч других видов животных – все они творцы современного ландшафта, современных фауны и флоры. Неважно, что они творили окружающий нас мир под влиянием одного лишь собственного аппетита. Поедая друг друга, они изменяли и мир, и самих себя. Первоначальный человек в этом отношении ничем от остальных животных не отличался, несмотря на значительно увеличенный объем мозга и пробуждение сознания.
Где находится граница сознательного преобразования Природы? Одни ученые проводят ее по времени возникновения земледелия, другие – по нашей эпохе, третьи склонны отодвигать ее в будущее. Скорее всего, правы вторые или последние: мы только-только вступили на порог той эры, когда можно будет учитывать как ближайшие, так и более отдаленные последствия нашего воздействия на природу.
Если бы человек на любой, самой отдаленной ступени своей истории оставался в придуманном «золотом веке» Руссо, если бы природа для него оставалась универсальным магазином и он давал себе труд лишь нагнуться за упавшим с дерева плодом, он никогда бы не вышел из животного состояния и не заслужил почетной приставки sapiens (что значит «разумный) к латинскому названию рода своего Homo. Энгельс писал: «Существеннейшей и первой основой человеческого мышления является как раз изменение природы… и разум человека развивается пропорционально тому, как он научился изменять природу».

отзывы (0)

Деятельность такого рода иногда проявляется на обширной территории, однако чаще во множестве очагов, образующих в целом более или менее густую сеть. Для пресечения названных неблагоприятных побочных явлений большое значение имеет соблюдение уже известных норм охраны природы, локализация воздействия. Она должна предусматриваться планами разведки, освоения и эксплуатации природных ресурсов.
Вторую группу составляют районы длительного использования невозобновимых, прежде всего минерально-сырьевых, ресурсов, где добавляется еще и выход из строя больших площадей сельскохозяйственных или лесных земель, накопление отвалов, служащих к тому же источником запыления, действие загрязнений на воду, растительность и другие компоненты природной среды.
Сюда же относятся территории воздействия на среду некоторых крупных промышленных комплексов. Обычно оно проявляется очагами большего или меньшего размера и выражается в загрязнении атмосферы токсичными газами (вызывающими гибель лесов), поступлении в почву или водотоки токсичных веществ (подрыв рыбных ресурсов), нарушении почв выбросами горных пород (отвалы, терриконы — сокращение сельскохозяйственных площадей). Меры по пресечению и предотвращению вредных последствий деятельности таких производственных комплексов наиболее ясны. Это разработка системы очистки газовых выбросов и производственных стоков и строгое выполнение природоохранного режима.

отзывы (0)

Годной из очень интересных проблем современной биохимии является вопрос о молекулярных основах превращения химической энергии АТФ в механическую энергию сокращения и движения. Простые модели или прототипы такого превращения вне живых организмов отсутствуют. До сих пор человеку не удавалось создать машину, непосредственно превращающую химическую энергию в механическую.
Характеризуя различные типы сокращения и движения, можно выделить следующие. Во-первых, движется сама протоплазма клетки, это движение не сопровождается изменением внешних очертаний клетки и носит научное название «циклоз». У простейших, например амебы, образуются ложноножки — псевдоподии, с помощью которых они перемещаются в пространстве. Этот тип движения называют амебоидным. Движение может осуществляться с помощью специально дифференцированных выростов — ресничек и жгутиков. Амебоидное давление и движение с помощью ресничек н жгутиков является основным способом перемещения у одноклеточных. Перемещение растительных клеток обеспечивается главным образом за счет роста н изменений содержания воды — тургор. Гаметы (половые клетки) некоторых видов растений снабжены жгутиками. К свободному движению способны клетки в тканевых культурах, в заживающих ранах и злокачественные клетки. В окончательно сформированном организме видимые движения совершают только гаметы, клетки мерцательного эпителия, блуждающие амебоидные клеткп и мышечные элементы того или иного типа.
Реснички и жгутики — очень тонкие образования, диаметр которых близок к пределу разрешающей способности светового микроскопа. В настоящее время строение и химический состав этих образовании достаточно хорошо установлен. С помощью электронной микроскопии были установлены детали строения ресничек. Ресничка, диаметр которой равен 200 нм, окружена наружной мембраной.

отзывы (0)

Древние греки, оглядываясь назад, по всей вероятности, ощущали за собой, как и мы, огромнейшую, почти бесконечную историю, скрывавшуюся где-то во тьме веков. Во всяком случае, никаких воспоминаний о переходе, скажем, от охоты к земледелию у них не осталось: труд землепашца для эллина был таким же древнейшим, как и для современного крестьянина. Считалось, что этому занятию людей научили боги еще тогда, когда они жили среди людей. Благодетелями считали некоего мифического Триптолема, или
Геракла…
К эпохе Гесиода все, что можно было освоить под пашню, уже освоили. Так что не зря поэт советовал усиленно разыскивать кривые сучья: лесов оставалось маловато. Между тем все греческие почвы лесного происхождения. Так что земледелие здесь началось определенно с подсеки, хотя о ней никто из пишущих эллинов не упоминал. Дело в том, что в условиях сухого
средиземноморского лета лес на заброшенных участках восстанавливался плохо. Выпаханные ретивыми землепашцами поля Эллады зарастали сухим, малосъедобным кустарником и степным бурьяном. В итоге к настоящему
времени леса занимают всего 9 процентов территории Греции, между тем как под пашней находится всего 17,8 процента. Остальное – малоудобные почвы
и пустоши: итог труда многих поколений легендарных эллинов. Впрочем, земельных запасов хватило надолго: почвы здесь достаточно плодородны (это не север России), так что выпахивались они медленно.
После выхода из-под леса земля становилась хотя и чистой от корней, но достаточно твердой из-за сухости. Поэтому и ковырять ее ралом типа египетского не представлялось возможным. Влажная почва легко сжимается, сухая – с трудом.
Для обработки легких, хорошо рассыпающихся почв долины Нила рало с круто, «в лоб», установленным лемехом подходило как нельзя лучше. Подобным образом обрабатывать твердую землю греков было трудно, ее следовало поддеть снизу, изогнуть, оторвать: твердые почвы слабее сопротивляются изгибу и отрыву, чем сжатию или скалыванию. Поэтому-то и лемех, и рассоху устанавливают горизонтально – это обеспечивает наилучший способ разрушения почвы и большую устойчивость движения плуга. Египетское рало, круто установленное к горизонту, опирается на дно борозды концом лемеха, а плуг Гесиода – всей длиной рассохи.

отзывы (0)

Ясно только одно, что ни один из типов диффузии через мембрану невозможен, поскольку мембраны имеют высокую вязкость и плотность. Вопрос о наличии белков-переносчиков не вызывает сомнений. В настоящее время из бактериальной культуры выделен белок-переносчик сульфат-нона. Его относительная молекулярная масса 32 ООО. Он получен в кристаллическом виде. Об этом белке известно, что каждая его молекула содержит один центр связывания сульфата. Сродство этого белка к сульфату чрезвычайно велико. 50 % насыщение белка сульфатионом наступает при концентрации сульфатиона.
Многие антибиотики функционируют как переносчики катионов, нарушая тем самым необходимый для нормальной жизнедеятельности баланс этих клеточных компонентов. Так, например, ингибиторы окислительного фосфорилирования грамицидип и валииомицип стимулируют поступление ионов К+ в митохондрии. Грамицидин ускоряет поступление не только ионов К+, но и ионов N8+, тогда как валипомицин ускоряет поступление внутрь митохондрии ионов К+, но не ионов N8+ или протонов. Обнаружены н многие другие антибиотики, индуцирующие перенос ионов в митохондрии и другие структуры, окруженные мембраной.
Молекулы многих таких антибиотиков имеют форму бубликов, в центре которых располагаются ионы переносимых металлов. От формы и размера внутренней полости зависит специфичность того или иного антибиотика к переносимому иону металла. Например, антибиотик нонактин именно по такому механизму осуществляет перенос внутрь митохондрии ионов К+, но не ионов N8+. Внешняя граница молекулы нонактпна очень слабо полярна, благодаря чему комплекс нонактин-К+ легко проходит через мембрану, а именно через ее неполярную часть. Здесь показаны группы С, которые способны образовывать комплекс с ионом металла внутри кольца молекулы. Валиномицин переносит через мембрану ионы
К+, но не ноны Ыа+. Если в процессе дыхания, происходящего в присутствии валиномицина, ноны К+ «накачиваются» внутрь митохондрий, то в митохондриях не происходит фосфорилирования АТФ. Антибиотики, подобные валиномицину или нонактину, являются токсичными веществами и в мембранах обычно не встречаются, но они служат отличной моделью для изучения систем пассивного переноса, при котором происходит перемещение растворенных веществ в направлении градиента концентрации без затраты энергии АТФ.

отзывы (0)

Происходит он, как мы видим, даже при строгой горизонтальности поля и отчетливо выражен при уклоне порядка одного-двух градусов. При больших уклонах и на длинных склонах образовавшиеся струйки имеют возможность объединить свои усилия, слившись в более крупные ручейки. Они уже создают крупные размывы – рытвины, водомоины глубиной до 5, 10, 20 и более сантиметров. Рытвина глубиной в 5 сантиметров может быть легко сглажена при очередной перепашке поля. А свыше 20 сантиметров доставляет плугу уже существенные затруднения, здесь приходится пускать в ход экскаватор.
Если промоину уже невозможно сгладить обычной обработкой почвы, значит, беда зашла далеко и надо думать о мерах, которые рекомендуются для борьбы с овражной эрозией.
Эта фаза обычно является логическим следствием и продолжением первой. Но в некоторых случаях эрозия начинается сразу с овражной. К этому приводит, например, наличие грунтовых, не защищенных кюветами дорог на склонах, неправильное проведение лесных полос, собирающих мощные потоки дождевых и талых вод.
Вначале, пока глубина промоины не более 50 сантиметров, борьба с ней проста. Для этого напахивают на нее с двух сторон почву дорожными машинами или вручную, засевают многолетними травами, чтобы потоки воды текли бы по защищенной поверхности, не производя дальнейшего размыва.
Следующая фаза развития оврага начинается с момента образования обрыва, для чего достаточно в русле потока обвалиться нескольким крупным кускам грунта. Первый же такой оползень приводит к нависанию вершины оврага и появлению водопадов. Последние углубляют обрыв, нависшая вершина его теряет устойчивость и вновь обваливается, развивая оползень. Склоны оврага становятся крутыми, глубина достигает 12-15, иногда 25-30 метров.
Борьба с оврагом в такой стадии развития оказывается делом крайне дорогим и хлопотным. Его не запашешь плугом, сколько ни паши. Поэтому, прежде всего, стараются укрепить его вершину, устранить возможность дальнейшего роста. Для этого место, где вода падает с обрыва, цементируется, забирается в специальный бетонный или кирпичный лоток.

отзывы (0)

Первичная реакция фотосинтеза для всех хлорофиллсодержащих организмов одинакова — это реакции фоторазложения воды, приводящие к одновременному образованию окислителей (УОН) и восстановителей (ХН):
Вторая реакция фотосинтеза протекает у высших растений и бактерий различно. В высших растениях четыре молекулы УОН вступают в реакцию, приводящую к образованию кислорода и воды, а в бактериях протекает аналогичная реакция с участием Н2Д.
Третья реакция фотосинтеза одинакова для всех типов клеток и организмов. В этой реакции фотосинтетический восстановитель (ХН) используется для превращения углекислого газа в углерод:
которое представляет собой видоизмененную форму уже приведенного выше суммарного уравнения фотосинтеза для высших растений.
Суммируя уравнения (1), (2 6) и (3), мы получим суммарное уравнение для фотосинтеза в бактериальных клетках.
Таким образом, фотосинтетические реакции в растениях и бактериях можно охарактеризовать следующим образом. Во-первых, первая фотохимическая реакция фотосинтеза (1) требует участия фотосинтетических пигментов и протекает на свету — «световая реакция». В результате этой реакции возникают восстановитель и окислитель. Вторая п третья — «темповые реакции». В протекании этих процессов хлорофилл не принимает участия. Здесь происходит ферментативное восстановление углекислого газа с выделением кислорода (у растений) или окислением субстрата (у бактерий). При рекомбинации окислителя и восстановителя, которые образовались при протекании световой реакции, происходит сопряженное с переносом электронов с участием цитохромов фотосинтетическое фосфорилирование АДФ до АТФ.

отзывы (0)