Биологические процессы, их скорость

Влияние температуры на скорость биологических процессов [c.156]

Скорости большинства химических реакций повышаются с ростом температуры. С этой общей закономерностью мы встречаемся во многих биологических процессах, протекающих вокруг нас. Скорость роста травы и метаболическая активность домашних насекомых больше в теплое время года, чем в холодное зимнее время. Пищу быстрее готовить в кипящей воде, чем в просто горячей. Однако не следует слишком сильно полагаться на примеры реакций в биологических системах, скорости протекания которых зависят от температуры, потому что такие реакции являются очень сложными и обычно идут в довольно узком интервале оптимальных температур. Чтобы получить более ясное представление о влиянии температуры на скорость реак- [c.15]

Значение диффузии в биологических процессах. Явление диффузии играет очень важную роль в процессах перемещения различных питательных веществ и продуктов обмена в тканевых жидкостях. Важное значение имеет низкая вязкость воды (0,01 г X X сж- - -сек- ), в связи с чем скорость диффузии в воде выше, чем во многих других растворителях. [c.22]

Не мепее важно значение воды и в жизни растений. Содержание воды влияет на направленность действия ферментов, на интенсивность транспирации, фотосинтеза, дыхания, ростовых процессов и т. п. Количество воды в растении обусловливает скорость тех или иных биологических процессов. Так, интенсивность дыхания зерновых находится в прямой зависимости от содержания влаги в семенах. Опыт показывает, что вначале увеличение влажности повышает интенсивность процесса дыхания на сравнительно незначительную величину. Затем, начиная примерно с 14%, повышение влажности на 1% увеличивает интенсивность дыхания на 150%, а последующее ее увеличение повышает интенсивность дыхания на несколько сот процентов. Иными словами, чем выше содержание воды в зерне, тем интенсивнее процесс дыхания. [c.46]

Температура. Кроме влияния на процессы осаждения температура является также важным технологическим параметром биологических процессов очистки, так как от нее зависят скорость биохимических реакций и растворимость в воде кислорода, необходимого для жизнедеятельности микроорганизмов. [c.53]

Водородный показатель — pH имеет большое значение в химических и биологических процессах, так как в зависимости от реакции среды эти процессы могут протекать с различными скоростями и направлением. [c.52]

Скорость химических процессов обычно увеличивается с ростом температуры, и это увеличение практически ничем не лимитируется, в то время как биологические процессы имеют температурные границы, за которыми наступает резкое уменьшение их скорости и даже полное прекращение — смерть. [c.157]

В живых организмах диффузия тесно связана с другими биологическими явлениями. Скорости многих физико-химических процессов в организме зависят в конечном счете от скорости диффузии, т. е. от скорости доставки сырья для этих реакций. В свою очередь диффузия в живых организмах регулируется функциональным состоянием тканей и зависит от их физико-химического строения. [c.95]

Исследование скоростей биологических реакций. Кинетические исследования биологических процессов также использо- [c.362]

Рис. 3.7. Скорость нитрификации как функция температуры. В отличие от других биологических процессов в очистке сточных вод термофильный нитрифицирующий процесс неизвестен.

Регуляция экспрессии активности генов у эукариот осуществляется значительно более сложным путем, поскольку процессы транскрипции и трансляции разделены не только пространственно ядерной биомембраной, но и во времени. Эта регуляция базируется как минимум на 6 уровнях сложных биологических процессов, определяющих скорость синтеза и распада генетического продукта (рис. 14.14). [c.538]

Реальное существование веществ и систем в определенных условиях зависит не только от термодинамических, но и от кинетических закономерностей. Неустойчивые в термодинамическом отношении объекты могут длительно существовать и использоваться на практике. Даже жизнь растений и животных, тела которых не превращаются мгновенно в углекислоту и воду, связана с регулируемыми в организмах скоростями биологических процессов. [c.253]

Это означает, что при увеличении температуры на 100° для 7=2 скорость возрастает в 2 , т. е. приблизительно в 1000 раз,, а при у=4 —в 4 1 000 ООО раз. Величины у для некоторых реакций и биологических процессов приведены в табл. 6.5. [c.268]

Знание факторов, определяющих скорости химических реакций и физических процессов, необходимо для решения большого числа самых разнообразных практических задач и научных проблем, среди которых отметим следующие расчеты производительности всевозможных агрегатов (например, для флотации руд, газификации топлива) создание ядерных реакторов изучение процессов в недрах звезд изучение биологических процессов, определяющих наследственность, и т. д. [c.127]

Жидкое и твердое в жидком. Эти системы наиболее часто встречаются и рассматриваются. Они имеют особое значение в. природе, обеспечивая достаточно быстрое протекание многих геохимических и всех биологических процессов они широко применяются в практике. Особенностью таких систем является совмещение двух важных для течения химической реакции характеристик высокой концентрации вещества, характерной для конденсированных систем, что обусловливает большую мощность процесса, и высокой подвижности компонентов, что обеспечивает большую скорость процесса. [c.233]

В отличие от химических процессов зависимость скорости биологических процессов от температуры более сложна, так как течение биологических процессов осуществляется в довольно узких температурных интервалах. За пределами этих интервалов жизненные процессы останавливаются и наступает смерть. Этот температурный интервал обычно заключен в пределах 273...323 К, хотя для некоторых представителей животного и растительного мира имеется достаточно исключений из этого правила. [c.130]

На коррозионную активность почвы влияет наличие бактерий. В чем же состоит ускоряющее действие, оказываемое микроорганизмами на протекание коррозионных процессов В анаэробных условиях процесс коррозии заторможен из-за отсутствия катодных деполяризаторов. Незначительные количества атомарного водорода, образующегося в нейтральных грунтах на катодных участках поверхности труб, ни тем более связанный в сульфатах кислород не оказывают заметного влияния на скорость катодных процессов. При наличии в почве сульфатвосстанавливающих бактерий, рост которых связан с реакцией восстановления ионов серы водородом, в результате биологического процесса образуется свободный кислород, используемый микроорганизмами для дыхания и участвующий в катодной реакции в качестве деполяризатора. Образующиеся при этом ионы восстановленной серы 8 вызывают снижение pH среды, что благоприятствует протеканию катодного процесса с водородной деполяризацией, а выпадение в осадок нерастворимого сернистого железа активизирует процесс анодного растворения трубной стали. Поскольку этот процесс происходит без торможения, он может продолжаться непрерывно. При величине pH > 9 сульфат-восстанавливающие бактерии погибают, поэтому эффективным методом борьбы с ними является защелачивание среды. [c.16]

Кроме элементов, являющихся действительно питательными, многие другие элементы в океанах ведут себя по типу питательных веществ, т. е. имеют низкие концентрации в поверхностных водах и высокие — на глубине (рис. 4.15). При таком распределении предполагается, что скорости биологического выноса из поверхностных вод высоки, хотя и не обязательно, что эти элементы являются лимитирующими или даже необходимыми для биологических процессов. Для некоторых металлов [например, цинка (7п) было ясно установлено их биологическое значение. Для других металлов [например, кадмия (Сё)], напротив, существует мало свидетельств их биологической роли кадмий обычно считается ядом, хотя и не при предельно [c.203]

Торф, главным образом фрезерный, как и ископаемые угли, способен к самовозгоранию. Причинами самовозгорания его являются биологические и химические (окисление) процессы. Первоначальное выделение тепла в торфе происходит за счет биологического процесса—жизнедеятельности различных видов микроорганизмов. Развитие микроорганизмов в торфе может начаться при 10—18° и заканчивается при 70°. Питательной средой для них являются углеводы торфа. Скорость нагрева и конечная температура торфа я этот период сильно зависят от его влажности. [c.116]

Каталитические реакции чрезвычайно распространены в при роде и часто используются в промышленности Большинство биологических процессов, протекающих в организме животных и растений, являются каталитическими Их скорость регулируется особыми веществами — ферментами играющими роль катализа торов Промышленные реакции полимеризации крекинга нефти синтеза кислот и других продуктов являются преимущественно каталитическими [c.338]

По-видимому, кальций был эволюционно отобран для контроля быстрых биологических процессов из-за свойств его координационных соединений [б15 , которые при биологических условиях способны распадаться с приемлемыми скоростями [7811. В пусковой системе, основанной на сигнальной молекуле 5 и молекуле-мишени Т, ассоциация и диссоциация происходят в соответствии с ура- +1 [c.291]

Зависимость скорости биологического процесса от температуры можно описать уравнением Вант-Гоффа [c.108]

Представления о миграции энергии, возникшие в результате изучения люминесцентных явлений, легли в основу попыток объяснения ряда биологических процессов. Как уже указывалось, многие биологические процессы протекают по принципу все или ничего с большой скоростью (см. стр. 44). Истинное объяснение этих явлений, по-видимому, должно исходить прежде [c.323]

Влияние температуры на скорость химической реакции. . . Влияние температуры на скорость биологических процессов. Завпсн.мость скорости реакции от катализатора. Катали.э гомогсн [c.404]

В ЭТОЙ главе мы обсудим наиболее важные биологические процессы, которыми пользуются при биологической очистке воды. Сложность биологических процессов такова, что научные объяснения могут показаться неудовлетворительными. Для того чтобы посмотреть на процессы с инженерной точки зрения, весь излагаемый материал несколько упрощен, но принципиальные моменты изложены достаточно детально. Мы рассмотрим только процессы конверсии и, чтобы, как было указано выше, упростить изложение, все скорости процессов будут считаться положительными. В последующих главах при привлечении уравнений массового баланса всем выражениям будет задано направление (математически приписан знак плюс или минус). [c.85]

Итак, важнейшее преимущество этого метода заключается в том, что радикальные аддукты можно накапливать до уровня, позволяющего регистрировать их методом ЭПР. Это снимает ограничения, накладываемые на скорость протекания изучаемого процесса. В случае достато<шо высокой константы скорости захвата радикалов с образованием стабильных аддуктов открываются интересные перспективы для изучения большого круга чрезвычайно медленных химических и биологических процессов, в которых протекают реакции с участием короткоживущих радикалов. [c.151]

Как уже отмечалось, в природной воде могут присутствовать твердые нерастворимые вещества в виде взвешенных частиц глины, песка, лесса, мела, гидроокисей, органических примесей гумусового происхождения, фито- и зоопланктона и других в зависимости от пород и почв, окружающих источник, и развития в нем биологических процессов. Размеры их колеблются от коллоидно- до грубодисперсных частиц и определяются скоростью потока воды в источнике. Концентрация нерастворимых веществ в некоторых природных водах поверхностных водотоков достигает иногда значительных величин (3000—5000 и 5000— 10 000 м-г/л) [14]. Обычно содержание их колеблется от 100 до 1500 мг/л, плавно изменяясь по сезонам года и эпизодически — скачкообразно при наличии атмосферных осадков и паводков. Лишь для некоторых рек и водоемов мутность не превышает 10—15 мг/л даже в периоды паводков. О сезонных изменениях [c.25]

Кинетика достижения равновесной степени спиральности при переходе спираль — клубок интересна не только сама по себе, но и с точки зрения ее прямой связи со скоростями конформационных перестроек в белках, обусловливающих их ферментативную активность, и другими биологическими процессами. По индивидуальным сигналам от обеих форм (см. разд. 13.4.1), отстоящим друг от друга примерно на 100 Гц, можно оценить их время жизни, которое в данном случае не может быть меньше 10 с судя по остаточной мультиплетности протонных сигналов в спектрах некоторых полипептидов (например поли-Ь-аланине), минимальное время жизни конформационных состояний порядка 10 с. С другой стороны, методами температурного скачка [161], диэлектрической релаксации [162—164] и ультразвукового поглощения [165, 167] для этого характеристического времени получены величины порядка 10 с или даже меньше теоретическая оценка согласуется с данными этих методов [163, 168, 170]. Таким образом, данные метода ЯМР заметно противоречат результатам других методов и это противоречие нельзя устранить, даже предположив, что часть рассмотренных нами результатов ошибочна. [c.322]

Сотни поселков и коммерческих предприятий, расположенных в сельской местности, используют для очистки сточных вод стабилизационные пруды (рис. 11.2,6). Нагрузка по органическим загрязнениям на лагуны очень низка, а период пребывания жидкости длителен (обычно более 90 сут). Естественные биологические процессы, происходящие при стабилизации сточных вод, показаны на рис. 3.19. В местах с сухим климатом скорость испаряемой воды может быть равной или даже превышать скорость поступления жидкости, так что пруды обеспечивают полную утилизацию сточных вод. В других случаях стабилизированные сточные воды используют для ирригации. Там, где лагуны переполняются и превращаются в ручьи, для получения приемлемого качества вы- [c.281]

Знание основных закономерностей переноса кислорода и его поглощения, приведенных на рис. 11.27, оказывается полезным для понимания эксплуатационных проблем, обычно возникающих при реализации аэрационных процессов. Может возникнуть некоторый дефицит растворенного кислорода в аэрационном бассейне, если скорость биологического потребления кислорода превышает производительную способность оборудования. Например, перегрузка по органическим загрязнениям аэрационной системы длительного аэрирования, оснащенной крупнопузырчатыми диффузорами, установленными на небольшой глубине, может привести к тому, что концентрация растворенного кислорода станет ниже 0,5 мг/л, хотя содержимое аэротенка будет интенсивно перемешиваться воздушными пузырьками, выходящими из диффузора. На практике, однако, аэротенки чаще работают неэкономично в результате чрезмерной аэрации, приводящей к повышению концентрации растворенного кислорода сверх того значения, которое необходимо для смешанной жидкости. Так как при низких содержаниях растворенного кислорода биологическая активность систем столь же высока, как и при больших его концентрациях, а скорость перехода кислорода из воздуха в раствор увеличивается с уменьшением концентрации кислорода, целесообразно эксплуатировать установки при концентрациях растворенного кислорода, по возможности близких к критическим. Может оказаться целесообразным включать воздушные компрессоры на пониженную мощность или даже выключать один из них на выходные дни, что позволит экономить электроэнергию без какого-либо ущерба для биологического процесса. Наилучшим способом определения подходящего режима работы является измерение содержания растворенного кислорода в различное время, особенно в периоды максимальной нагрузки, а затем проведение соответствующего корректирования подачи воздуха. [c.312]

Ряд компонентов, обычно содержащихся в природных водах и физиологических жидкостях, может предотвращать или изменять процесс осаждения фосфата кальция. В природных водах, в которых происходят биологические процессы, присутствуют компоненты цикла превращения лимонной кислоты описаны цитратные комплексы кальция. Однако механизм действия лимонной кислоты на скорость кристаллизации фосфата кальция не разъяснен [9]. Кроме свойства образовывать комплексы, которые могут эффективно снижать концентрацию свободных ионов кальция, участвующих в процессе роста кристалла, цитрат-ионы могли бы адсорбироваться на поверхности кристалла, блокируя таким образом центры кристаллизации.-Изучена кинетическая зависимость кристаллизации затравочного ГФ в присутствии ряда трикарбоновых кислот, участвующих в цикле Кребса [c.19]

При разработке моделей трансформации органических веществ в экосистемах необходимо учитывать, что она связана с совокупностью чрезвычайно разнообразных физических, химических, биохимических и биологических процессов. Направление и скорость трансформации зависят от температуры, поверхностей раздела, биологических и химических катализаторов и ингибиторов, pH среды и ее газового состава, состава и состояния микробиологического сообщества и от внешнеметаболических связей в нем, условий перемешивания и др. Трансформирующие- [c.150]

Процессы окисления протекают только на поверхности соприкосновения окисляемого вещества и кислорода. Вместе с тгм твердые вещества, особенно угли, способны адсорбировать ita своей поверхности газы, в том числе воздух. В твердых горючих пористых веществах при сильноразвитой поверхности с адсорбированным слоем воздуха, обогащенного кислородом, скорость окислительных реакций резко возрастает. Если теплоотдача во внешнюю среду сравнительно мала, то в пористом и алотеплопроводном веществе повышается температура, поэтому окислительные процессы ускоряются. Выделение большого количества тенла и самовозгоранпе. может наблюдаться также при процессах полимеризации, при некоторых биологических процессах, физических процессах (трении, ударе) и т. и. [c.142]

Феноменологическая термодинамика необратимых процессов применима главным образом к анализу химических реакций или таких изменений в открытых системах, для которых можно использовать понятия макроскопической скорости реакции и химического потенциала. При этом вычисление диссипативных функций основано на уравнениях химической кинетики, которые позволяют производить совместный кинетико-термодинамический анализ динамической эволюции реакционноспособной системы через вычисление скоростей и движущих сил процессов. Однако большинство из сушествующих математических моделей многих каталитических, технологических и особенно биологических систем с использованием дифференциальных уравнений могут отразить лишь отдельные стороны исследуемых процессов, но не описывают сложные реакции в совокупности. Особенно это относится к физико-химическим явлениям, лежащим в основе важнейших биологических процессов роста, развития, адаптации к внешним воздействиям и эволюции живых структур. [c.394]

Вопрос о скорости химических реакций имеет исключительно большое практическое и теоретическое значение. От скорости реакции в различных технологических процессах зависят производительность и габариты заводской аппаратуры, течение тех или иных биологических процессов, эффективность действия на живой срганизм различных лекарственных препаратов. [c.139]

Регулирование температуры. Установлено, что при нагревании на 10° скорость биологического процесса увеличивается в 2—3 раза. Снижение температуры вызывает обратный процесс. При работе метантенков осадок искусственно подогревается до 35—55 С. [c.297]

НОЙ ВОЛНЫ меньше 290 нм. В нашей атмосфере сам кислород способен отфильтровывать солнечное излучение с длинами волн меньше 230 нм. Для диапазона длин волн между 230 и 290 нм необходимо представить другой заш,итный механизм. К счастью, в нашей атмосфере существует подходящий поглотитель, что позволяет организмам жить на суше в условиях большей или меньшей открытости отфильтрованным лучам Солнца. Этим поглотителем является озон, Оз, образующийся фотохимическим путем из Ог (см. разд. 8.2.2). Количество озона Б атмосфере и его распределение по высоте зависят от концентрации предшественника — кислорода и поэтому существенно изменяются в ходе эволюции атмосферы. Концентрации озона контролируются также скоростями процессов убыли этих молекул. Убыль регулируется каталитическими циклами с участием других следовых газов атмосферы, таких, как оксиды азота, которые сами, по крайней мере частично, имеют биологическое происхождение (см. с. 219). Мы уже отмечали, что появление кислорода в атмосфере Земли обусловлено в основном биологическими источниками. Теперь мы видим, что озон, необходимый в качестве фильтра для защиты жизни, присутствует в концентрации, определяемой не только генерируемым в ходе биологических процессов кислородом, но и возникающими в ходе биологических процессов следовыми газами, играющими роль в его деструкции. Такие наблюдения привели Ловлока к идее Геи (в древнегреческой мифологии — богиня земли), согласно которой климат, состав поверхности и атмосферы Земли поддерживаются на оптимальном уровне самой биосферой. [c.213]

Широко применяются в химической кинетике радиоспектроскопические методы, в первую очередь электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Использование метода ЭПР, открытого русским ученым Е. К- Завойским в 1944 г., позволило выявить большую роль радикалов в различных химических и биологических процессах, подробно изучить их свойства и измерять скорости их превращений. Именно благодаря широкому использованию метода ЭПР в настоящее время стали хорошо понятны механизмы и закономерности многих радикальных реакций, в частности практически важных процессов окисления, полимеризации, термо- и фотодеструкции полимеров, радиационных процессов. Методы ЭПР и ЯМР позволяют не только изучать структуру веществ и находить их концентрации, но и непосредственно определять скорости химических реакций, поскольку ширина резонансных линий определяется временем жизни спиновых состояний и соответственно скоростью их химических превращений. В последние годы благодаря применению неоднородных магнитных полей для измерений и ЭВМ для обработки получаемой информации появилась возможность изучения радиоспектральными методами пространственного распределения веществ в негомогенных непрозрачных объектах (томография) и их превращений, открывающая принципиально новые возможности в химии, биологии и медицине. Методы химической поляризации ядер и электронов позволяют анализировать механизм химических реакций и устанавливать наличие парамагнитных интермедиатов даже в тех случаях, когда они столь лабильны, что их существование не может быть обнаружено никакими иными методами. [c.4]

Биологическое обрастание поверхностей в морской воде уже давно считается естественным явлением. Образование слоя водорослей и раковин на корпусах судов, увеличивающее их массу и снижающее скорость движения, с древних времен представляет серьезную проблему с точкя зрения экономичности морских перевозок. Однако необходимо учитывать, что появление заметных на глаз организмов, таких как усоногие раки, морские черви, двустворчатые моллюски и т.д., происходит на сравнительно поздней стадии развития химических и биологических процессов. [c.431]

Меченые атомы часто используются при изу чении биологических процессов. С их помощью удалось выяснить, что происходит с аминокислотами в белках (см. гл. 28) и каким образом определенные аминокислоты, входящие в состав пищи, превращаются в другие аминокислоты, а также какова роль в организме третьих аминокислот, очень важных для него, но не синтезируемых в нем. Использование радиоактивного изотопа железа Fe позволило установить функцию железа в крови добавление меченых атомов иода-131 в пищу позволило выяснить скорость накопления иода в щитовидной железе. С помощью меченых атомов иода-131 можно устанавливать места образования саркоматозных опухолей. Эти злокачественные образования поглощают большое количество альбумина, который можно иодировать, а затем следить за его распределением в организме с помощью сцинтилло-метра или счетчика Гейгера — Мюллера. [c.434]

Механическое перемешивание в системах жидкость—газ обычно осуществляется при проведении процессов, скорость которых лимитирована массообменом в сплошной фазе, т. е. при абсорбции т руд-норастворимых газов. В этом случае основное сопротивление массопередаче оказывается в сплошной фазе. При чисто физической абсорбции мешалки обычно не используются. Чаще их применяют для систем, в которых абсорбция сопровождается химической реакцией. Вероятно, это обусловлено малой растворимостью газа в жидкости, а при химической реакции растворимость газа возрастает в несколько раз. Типичные случаи перемешивания систем жидкость—газ — это процессы гидрирования, хлорирования, ферментации, биологической очистки воды и т. п. Необходимо отметить, что для многих химических реакций с малыми скоростями требуется длительное время контакта (пребывания), что легко может быть осуществлено в аппарате с мешалкой. Перемешивание дает возможность создания большой межфазной поверхности. Это вызывает значительное повышение коэффициентов массопередачи, рассчитанных на единицу объема, [c.328]

При создании TT предполагалось, что скорость высвобождения из системы задана за канее и не должна зависеть от физических, химических и биологических процессов в месте аппликации. Однако изучение высвобождения in vitro и in vivo показывает, что не все из реализованных систем удовлетворяют этим условиям [7, 21]. [c.769]

Механизм действия ядовитых вещеЪ в на организм является сложным химическим, физико-химическим и биологическим процессом. Его направленность, глубина и скорость являются функцией многочисленных факторов, поэтому в Литературе описано очень немного ядовитых веществ, механизм взаимодействия которых с организмом достоверно установлен. [c.36]

Термин самоокисление применяется к реакциям между молекулярным кислородом и различными веществами при температуре, близкой к комнатной. Обычно эти реакции протекают медленно, но для очень больиюго числа органических и неорганических веществ они происходят с измеримыми скоростями. Вместе с тем такие реакции играют большую роль в важных для жизни биологических процессах. Самоокисление наблюдается в таких различных процессах, как ржавление железа, полимеризация высыхающих масел, выветривание угля, разрушение каучука и резины, прогоркание жиров и масел, обмен веществ у бактерий и биологические процессы окисления, с которыми связано усвоение пищи. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология