Ионы в биологии

Не менее важное значение имеет водородный показатель в химической технологии. В частности, под влиянием pH могут изменяться растворимость, фильтрация. вязкость, поверхностное натяжение, осмотическое давление, набухание и другие свойства. Вот почему определение концентрации водородных ионов (точнее,, измерение pH) нашло применение во всех областях не только биологии, но и химии, агрохимии, биохимии, почвоведения, физиологии растений и животных, микробиологии, медицины и в других областях науки и практики. [c.206]

Основное содержание учебника составляют разделы, которые, судя по монографиям и периодической литературе, наиболее необходимы биологам. Прежде всего это основы термодинамики и химическое равновесие, физическая химия растворов неэлектролитов и электролитов, учение о пограничных потенциалах и электродвижущих силах, химическая кинетика и катализ. В дополнение к традиционному изложению этих разделов приведено описание некоторых специфических приложений физической химии, важных для биологии. Так, кратко рассмотрены свойства полиэлектролитов, ионный обмен, мембранное равновесие и мембранные потенциалы, ионоселективные электроды, основы хроматографии и экстракции. [c.3]

Антибиотики широко используют в качестве молекулярных инструментов при исследовании фундаментальных проблем биологии, таких, как расшифровка тончайших механизмов биосинтеза белка, нуклеиновых кислот и структуры клеточных стенок бактерий, создание моделей транспорта ионов через биологические мембраны и др. [c.64]

Обменная адсорбция имеет большое значение в земледелии, биологии и технике. Почва способна поглощать и удерживать определенные ионы, например катионы К и NH4, содержащиеся в удобрениях и необходимые для питания растении. Взамен этих катионов почва выделяет эквивалентные количества других катионов, например Са + и Анионы, как, например, СГ, NO3, SOf, почти не поглощаются почвой. Согласно К. К- Гедройцу (1933 г.), детально исследовавшему явление обмена ионов в почве, поглощать основания способен так называемый поглощающий комплекс— высокодисперсная смесь нерастворимых алюмосиликатов и органоминеральных соединений. От природы поглощенных ионов в значительной мере зависят физические и агротехнические свойства почвы. [c.150]

В биологии ионный обмен используют для разделения органических кислот, аминокислот и углеводов или выделения витаминов и антибиотиков, для очистки ферментов и других веществ. [c.142]

Определение механизмов реакций с переносом электрона, особенно металлокомплексных ионов Исследования получили применения в промышленности и биологии [c.524]

И последнее давайте обсудим возможность другого механизма функционирования ЫАО+, не включающего перенос гидрид-иона. Так, Гамильтон считает, что если в дегидрогеназных реакциях происходит процесс непосредственного переноса гидридного иона, то этот процесс является уникальным в биологии, так как более благоприятен перенос протона [279]. Однако различить эти две возможности нелегко. В общем, проще сказать, что реакция восстановления аналогична переносу двух электронов, чем постулировать сун1,ествование гидрид-иона. К этой проблеме мы еще вернемся в разд. 7.1.3 в связи с флавиновым коферментом. [c.406]

М. С. Ц в е т. Труды Варшавского общества естествоиспытателей, отделение биологии, т. 14, стр. 20, 1903 г. см, также М, С. Ц в е т. Хроматографический адсорбционный анализ. АП СССР, 1946 Е. Н. Гапон и Т. Б. Гапон. Успехи химии 17, 452, 1948 см. также вступительную статью к сборнику Хроматографический метод разделения ионов . Издатинлит, 1949. [c.67]

Говоря о нековалентных взаимодействиях, прежде всего нужно отметать ту большую роль, которую они играют в образовании макроскопического вещества из молекул, атомов и ионов. Именно в результате нековалентных взаимодействий скопления атомов или молекул могут существовать в конденсированном состоянии, в виде жидкостей или твердых тел. Важную роль играют эти взаимодействия в случае полимеров. В частности, за счет нековалентных взаимодействий различные комплексы белков объединяются либо друг с другом, либо с нуклеиновыми кислотами при формировании рибосом, хроматина, вирусов, либо липидами при образовании липопротеидных мембран. Таким образом, нековалентные взаимодействия лежат в основе образования важнейших биологических структур, и роль их для биологии особенно велика. [c.101]

Открытое в 1944 г. советским ученым-физиком Е. К- Завойским явление резонансного поглощения электромагнитных волн парамагнитными веществами в постоянном магнитном поле легло в основу одного из наиболее эффективных методов, применяемых в химии, физике и молекулярной биологии для обнаружения и изучения парамагнитных частиц атомов, ионов, свободных радикалов и ион-радикалов, обладающих неспаренными электронами с соответствующим магнитным моментом. [c.223]

Студни полимеров органической природы — это обычное состояние ВМВ в биологических объектах, поэтому они представляют большой интерес для биологии, медицины и фармации. Полимерные студни, насыщенные водой, не препятствуют диффузии ионов и молекул. Однако для диффузии коллоидных частиц сетка студни создает препятствия. Для определения коэффициента диффузии в студнях измеряют расстояние от места начала диффузии до точек, где концентрация составляет ч, I или другую долю исходной концентрации. [c.476]

В настоящее время известна очень большая роль ионов водорода во всех химических и биологических процессах. Поэтому измерение величины pH имеет большое значение в биологии, медицине, химии, в сельском хозяйстве, в химической, нефтяной, бумажной, пищевой промышленности, в гальванотехнике и т. д. [c.8]

Ароматические соли диазония можно выделить в виде кристаллических ионных соединений, легко взрывающихся, однако обычно их получают в растворе без выделения в чистом виде. Благодаря способности диазониевой группы легко замещаться па многие другие функциональные группы диазониевые соли имеют большое значение для химии. Однако для биологии эти соединения представляют небольшой интерес, поэтому будут рассмотрены только в данной главе. Ароматические соли диазония могут реагировать по двум путям, отличающимся друг от друга судьбой диазониевой группы. [c.110]

Мы рассмотрели наиболее общие свойства ВМС и их растворов без учета электрических зарядов. Между тем, многие набухшие н растворенные полимеры диссоциированы на ионы и представляют собой, таким образом, полиэлектролиты, относящиеся к классу коллоидных электролитов. Наличие заряда, а следовательно, и электрической компоненты свободной энергии, су-и ественно изменяет термодинамические, кинетические и другие свойства и создает ряд особенностей поведения заряженных систем. Эти особенности очень важны не только для практики, но и для прогресса науки, главным образом в одном из важнейших ее направлений — в коллоидно-химической биологии. Перейдем к рассмотрению свойств коллоидных электролитов. [c.320]

Из курса биологии известно, что азот играет огромную роль в жизни. Об азоте говорят он более драгоценен, чем самые редкие из благородных металлов. Мы знаем, что он входит в состав белковых веществ — основы жизни (содержание азота в белках достигает 16—18%), а также в состав других органических соединений, в том числе хлорофилла. При недостатке азота рост растений задерживается, листья приобретают сначала бледно-зеленую окраску, затем желтеют и процесс фотосинтеза прекращается. Между тем растения не могут усваивать свободный азот из воздуха и азот органических веществ из почвы. Они извлекают азот из почвы в виде ионов аммония NH + и нитратных ионов NOa . Эти ионы образуются при участии бактерий из органических соединений азота. Однако, некоторые бактерии переводят азот в свободное состояние. [c.59]

Иониты применяют в биологии для разделения органических кислот, аминокислот и углеводов, для выделения витаминов, алкалоидов и антибиотиков, для очистки ферментов и других веществ. Ионный обмен приобретает все большее значение в агропочвоведении и в агрохимическом анализе. А на промышленных предприятиях и электрических станциях иониты используют для умягчения или деминерализации воды. [c.302]

Развитие фотохимии и радиационной химии породило такие методы, как импульсный фотолиз и импульсный радиолиз. Они основаны на получении мощного светового импульса или жесткого излучения за короткий промежуток времени, которые воздействуют на химическую систему и приводят к созданию больших концентраций реакционноспособных молекул. Отличие от релаксационных методов заключается в том, что под действием мощных световых, рентгеновских или у-из-лучений происходят коренные изменения системы. Импульсные методы исследования широко применяются в изучении механизмов химических и физических процессов в химии, физике и биологии. При помощи метода импульсного фотолиза можно изучать такие реакционноспособные частицы, как свободные радикалы, ион-радикалы, ионы, а также различные промежуточные [c.277]

Биологам и медикам хорошо известно, что важную роль в организме человека играют гликозиды. Некоторые природные гликозиды (извлекаемые из растений) активно действуют на сердечную мышцу, усиливая сократительные функции и замедление ритма сердца. При попадании в организм большого количества сердечного гликозида может произойти полная остановка сердца. Ионы некоторых металлов влияют на действие гликози-дов. Например, при введении в кровь ионов магния действие гликозидов на сердечную мышцу ослабляется. Ионы кальция, наоборот, усиливают действие сердечных гликозидов. [c.171]

Спектры ЭПР позволяют решить многие важные вопросы физики, химии и биологии. В частности, можно определить строение парамагнитных центров, их концентрацию, характер взаимодействия друг с другом и другими определяющими частИцами ЭПР можно применять для изучения вещества в любом агрегатном состоянии. Эти качества делают ЭПР уникальным методом исследования кинетики и механизма химических реакций, протекающих с участием парамагнитных частиц. В ионных кристаллах можно определить структуру энергетических уровней магнитных центров, тонкие детали строения кристаллической решетки и параметры, характеризующие кинетику намагничивания исследовать дефекты кристаллических решеток получить данные о свойствах электронов проводимости в металлах и полупроводниках и пр. [8, 9]. [c.377]

Основополагающие результаты получены Л. Полингом в цикле исследований структуры молекул. Ученый впервые рассчитал величины ионных радиусов, составил их таблицы, сформулировал некоторые общие правила образования ионных кристаллических структур, дал квантовомеханическое описание гомеополярной связи и решение проблемы направленности валентностей. Выдающимся вкладом в мировую науку являются работы Л. Полинга по теории химической связи н структуре сложных молекул. В последнее время интересы Л. Полинга сконцентрированы на проблемах молекулярной биологии. [c.5]

Читателю, уже усвоившему, что растворяющая способность растворителя в достаточно явной форме связана с его диэлектрической проницаемостью, ясно жизненный растворитель, помимо амфотерности, должен обладать еще и достаточно высокой диэлектрической проницаемостью. Последнее условие становится тем более настоятельным, если учесть, что механизм передачи раздражений в живом организме,— электрохимический, связанный с переносом ионов через биологические мембраны. Для того же, чтобы ионная концентрация была достаточно большой, высокая диэлектрическая проницаемость является, как мы видели, условием совершенно необходимым. (Можно, конечно, представить себе и иные механизмы передачи раздражений, например, механический или с помощью радиоволн, но каждый биолог, обладающий даже весьма широкими взглядами на возможную организацию живого вещества, предложит длинный перечень аргументов, которые докажут неосновательность таких предположений). [c.72]

Эксклюзионную хроматографию широко используют при исследовании полимеров, определении их молекулярных масс, а также в биологии и медицине для анализа белков, крови и других объектов. Этот метод удобен для исследования образцов неизвестного состава, так как можно не опасаться нежелательных превращений веществ в колонках. Метод эксклюзионной хроматографии можно использовать и в неорганическом анализе. Например, при помощи некоторых природных цеолитов можно разделить ионы в зависимости от их размера. Гидратированные ионы или многоатомные частицы не могут проникнуть в поры цеолита, их легко отделить от ионов малого размера, проникающих в матрицу цеолита. [c.328]

Мембраны ионоселективных электродов обладают большой специфичностью по отношению к определенному виду ионов возникающий прн этом потенциал составляет значительную часть э.д.с. соответствующей электрохимической снстемы. Если ионоселективный электрод сочетать с ферментом, сг[особным избирательно катализировать одну определенную реакцию, протекающую с участием ионов, по отношению к которым обратим этот электрод, то по изменению потенциала электрода можно следить за ходом реакции. Ионоселективные электроды применяются при изучении либо естественных, либо моделирующих их искусственных биологических мембран, что составляет одну из задач науки биоэлектрохимии, родившейся на стыке электрохимии и биологии. [c.207]

Биолог. Конечно, и достаточно хорошо. Теперь этот вопрос из солидных научных монографий перешел в учебную литературу [Скулачев, 1985, 1989 Кемп, Арме, 1988]. Каждая митохондрия имеет две мембраны одну наружную, а другую - внутренюю. Между ними создается резервуар из полож1ггельио заряженных ионов водорода, которые расходуются при синтезе АТФ из АДФ и запас которых непрерывно возобновляется при окислении глюкозы и. гфугих продуктов... [c.37]

Биолог. О них мне говорить уже труднее. Я знаю только, что активность митохондрий определяется интенсивностью синтеза ими АТФ, а последняя зависит от электрического потенциала, который создается положительно заряженными ионами водорода. Эти ионы находятся между наружной и внутренней мембранами каждой митохондрии и их 5апас постоянно пополняется за счет окисления глюкозы и других продуктов [Кемп, Арме, 1988], Следовательно, если внешние факторы окружающей среды смогут как-то повлиять на величину этого электрического потенциала митохондрий. [c.99]

ДИФФУЗИЯ (лат. с11[ из1о — распространение) — самопроизвольное проникновение одного вещества в другое (газов, жидкостей, твердых тел) в результате беспорядочного теплового движения молекул, атомов, ионов и коллоидных частиц. Процессы Д. имеют огромное значение в самых различных областях науки и техники, живой и неживой природы. Например, в биологии процессы Д. определяют деятельность отдельных частей организма, проницаемость питательных жидкостей и продуктов обмена веществ через клеточные оболочки. Особое значение имеет осмос — диффузия через полупроницаемую перегородку. [c.91]

Электродные процессы происходят в пределах тонкого поверхностного слоя на границе электрод — ионная система, где образуется так называемый двойной электрический слой. Поэтому механизм электродных процессов не может быть выяснен без знания структуры этого слоя. Это обстоятельство оправдывает детальное рассмотрение структуры заряженных межфазных границ в курсе кинетики электродных процессов. Построение теории двойного электрического слоя и электрохимической кинетики основывается на достижениях статистической физики, квантовой механики, теории адсорбции, теории твердого тела и других разделов теоретической физики и химии. Поэтому в настоящее время теория электрохимических процессов сделалась одним из наиболее математизированных разделов химической науки. Экспериментальное исследование строения границы раздела электрод—ионная система и возникающих на этой границе явлений во все возрастающем объеме требует использования возможностей современной электронной техники, оптики, электронографии. Впитывая достижения современной науки и техники и сохраняя свои традиционные позиции, электрохимия вместе с тем прокладывает себе путь в области кибернетики, проблем сохранения чистоты окружающей среды, молекулярной биологии. [c.7]

Построение теории двойного электрического слоя и электрохимической кинетики основывается на достижениях статистической физики, квантовой механики, теории адсорбции, теории твердого тела и других разделов теоретической физики и химии. Поэтому в настоящее время теория электрохимических процессов сделалась одним из наиболее математизированных разделов химической науки. Экспериментальное исследование строения границы раздела электрод — ионная система и возникающих на этой границе явлений во все возрастающем объеме требует использования возможностей современной электронной техники, оптики, электронографии. Впитывая достижения современной науки и техники и сохраняя свои традиционные позиции, электрохимия вместе с тем прокладывает себе путь в области кибернетики, проблем сохранения чистоты окружающей среды, молекулярной биологии. [c.7]

За последние 20 лет на стыке биологии и неорганической химии возникла и быстро развивается новая научная дисциплина — био-неорганическая химия. Она изучает на молекулярном уровне взаимодействие между ионами биометаллов и биолигандами — протеинами, нуклеиновыми кислотами, их фрагментами и некоторыми другими веществами, находящимися в организме. В первую очередь изучается поведение в живом организме десяти металлов жизни — ионов натрия, калия, магния (с замкнутыми электронными оболочками) ионов марганца, железа, кобальта и меди (с недостроенной Зб(-элек-тронной оболочкой) и иона молибдена (с недостроенной 4< /-оболочкой), Результаты исследований в этой области находят широкое применение в медицине, растениеводстве и охране окружающей среды. Более подробно с ролью этих комплексов в работе клетки и организмов вы познакомитесь при изучении специальных курсов. Интересующиеся могут познакомиться с этими вопросами в специальной литературе . [c.208]

Важные применения находят искусственные радиоэлементы в биологии, так как при их помощи удается пепосредстенно следить за распределением веществ и их обменом в организмах. На рис, ХУ1-22 приведен снимок срезов помидора, сделанный за счет собственного излучения радиоцинка, поглощенного растением из питающего раствора. Снимок наглядно показывает, что цинк концентрируется в семенах. Если растворить в воде поваренную соль, содержащую примесь радионатрия Ыа (Р, "у-распад, Г = 15 ч), и дать выпить этот раствор человеку, рука которого лежит на ионизационном счетчике, то последний начинает регистрировать радиоактивность уже через несколько минут. Это значит, что ионы Ыа после поступления в пищеварительный тракт почти тотчас же переходят в кровь, которой и разносятся по всему телу. Содержание изотопа С (Р-распад, Т = 5760 л) в углеродистых останках древних культур дает возможность устанавливать важные для археологии исторические даты, [c.522]

В 1806 г. великий шведский химик Ионе Якоб Берцелиус в своей книге Лекции по животной химии дал определение органической химии как раздела физиологии, который описывает состав живых тел (организмов) и протекающие в них химические процессы. Тогда считалось, что органические соединения образуются в результате действия жизненных сил и не могут быть искусственно получены из неорганических веществ. Однако после того как Вёлер в 1828 г. синтезировал из неорганических веществ мочевину (МН2)2СО, эти взгляды были оставлены, и органическую химию стали определять как химию соединений углерода. Со временем вошли в употребление термины биохимия и физиологическая химия для описания учения о веществах, обнаруживаемых в живых организмах, особенно в организме человека, как здорового, так и страдающего от того или иного заболевания, а также для описания химических реакций, протекающих в живых организмах. После 1940 г. достигнуты огромные успехи в определении тонкой молекулярной структуры многих веществ, присутствующих в живых организмах, и в изучении на молекулярном уровне процессов, обусловливающих жизнедеятельность. Эта новая область науки стала настолько важной, что получила собственное название — молекулярная биология. Как биохимия, так и молекулярная биология стали очень обширными направлениями науки. [c.381]

Поскольку при переходе в возбужденные состояния (синглетные и триплетные) энергия молекул повышается, последние приобретают химические свойства, которых не было у невозбужденных молекул [67, 67а]. Изменения значений рА а функциональных групп при переходе в возбужденное состояние могут приводить к диссоциации протонов или к их присоединению. Диссоциация на ионы или радикалы иногда сопровождается разрывом связей. Могут протекать реакции фотоприсоединения и фотоотш,епления, а также изомеризация молекул, играюш,ая важную роль в функционировании зрительных рецепторов. Возбужденные молекулы могут стать сильными окислительными агентами, способными принимать атомы водорода или электроны от других молекул. Примером такого рода служит фотоокисление ЭДТА рибофлавином (подвергающимся фотовосстановлению, как показано на рис. 8-15). Более важным с точки зрения биологии процессом является фотосинтез, в ходе которого возбужденные молекулы хлорофилла осуществляют фотовосстановление других молекул, временно оказываясь при этом в окисленном состоянии. К сожалению, ценность исследования фотохимических реакций сильно снижается возможностью протекания множества параллельных реакций, зачастую приводящих к образованию огромного количества разных фотохимических продуктов (достаточно взглянуть на тонкослойную хроматограмму продуктов распада рибофлавина, рис. 2-34). [c.33]

П. являются, напр., комплексы ДНК, белков-гистонов с ДНК, комплексы синтетич. линейных полюлектролитов с белками и с мицеллярными ПАВ. П. используют как структурообразователи дисперсных систем, в т. ч. для грунтов и почв, эффективные ср-ва для борьбы с водной и ветровой эрозией почв, как полимерные биосовместимые материалы в медицине, а также как носители ферментов и при создании диагностич. систем в биологии и биотехнологии. Многие П.-комплексообразующие в-ва, в связи с чем они м.б. использованы для извлечения и концентрирования ионов переходных металлов из разб. водных р-ров. [c.14]

Важной особенностью электродов с жидкими мембранами является возможность придавать им различные формы и размеры. Калиевые электроды типа микропипеток с головкой размером в несколько микрометров очень ценны для физиологов и биологов при контроле активности иона калия п vivo, например во внеклеточных жидкостях. Сел стивность электродов с жидкой мем аной по отношению к ионам калия примерно в 10 раз выше, чем к ионам натрия. Срок службы электродов с жидкими мемфанами в основном зависит от липофильности ионофоров, а также всех компонентов мембраны (т. е. пластификатора, солевых добавок и х д.). [c.407]

Хроматография — наиболее часто используемый аналитический метод. Новейшими оматографическими методами можно опрвд шпъ газообразные, жидкие и твердые вещества с молекулярной массой от единиц до 10 . Это могут быть изотопы водорода, ионы металлов, сингетические полимеры, белки и др. С помощью хроматографии получена обширная информация о строении и свойствах органических соединений многих классов. Применение хроматографических методов для разделения белков оказало огромное влияние на развитие современной биохимии. Хроматографию с успехом применяют в исследовательских и клинических целях в самых разных областях биологии и медицины, в фармацевтике и криминалистике дпя терапевтического мониторинга в связи с ростом нелегального употребления наркотиков, идентификации антибиотиков и отнесения их к той или иной группе антибактериальных препаратов, дпя определения наиболее важных классов пестицидов и дпя мониторинга окружающей среды. Такие достоинства как универсальность, экспрессность и чувствительность делают хроматографию важнейшим аналитическим методом. Более десяти работ (1957—1980), выполненных с применением хроматографических методов, были удостоены Нобелевских премий среди авторов методических работ, удостоенных премий, А. Тизелиус (1948), А. Мартин и Р. Синдж (1956). [c.265]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология