Принцип лимитирующих факторо

Фиг. 54. Совпадение теоретических кривых, вытекающих из принципа лимитирующих факторов , с экспериментальными данными, характеризующими зависимость истинной ассимиляции СО2 водными растениями от концентрации СО2 [21].

Фиг. 89. Вытекающая из принципа лимитирующих факторов гипотетическая зависимость ассимиляции от температуры (до 25° С) при разных значениях

Скорости вращения вокруг простых связей невелики. Если предэкспоненциальный фактор для вращения составляет 4- 10 [344], а высота энергетического барьера вращения равна 8,4 -н -4- 21 кДж-моль , то при 250 °С скорость вращения будет равна 108,8 (.-1 Сопоставляя это значение с данными для внутримолекулярного отрыва (А 10 с , Е 33,6 кДж-моль ), получаем для константы скорости при той же температуре значение 10 с , т. е. в 5 раз больше, чем для вращения. Поэтому в силу принципа лимитирующей стадии вращение может быть процессом, определяющим скорость реакции. Вращением вокруг простых связей можно объяснить [239] цис-транс-изомеризацию радикалов. [c.201]

Степень завершенности реакции ступенчатого синтеза полимеров характеризуется количеством прореагировавших функциональных групп за определенный период времени их взаимодействия. При количественном рассмотрении этого фактора обычно руководствуются так называемым принципом Флори кинетика взаимодействия функциональных групп друг с другом не зависит от длины образующейся полимерной цепи, а определяется только концентрацией функциональных групп. До определенного размера образующихся молекул этот принцип справедлив, т. е. он выполняется, пока подвижность полимерной молекулы не станет лимитирующим фактором взаимодействия функциональных групп. Это объясняется тем, что по мере роста макромолекул уменьшается их подвижность, нарастает вязкость системы и снижается концентрация остающихся свободных функциональных групп. Эти обстоятельства вносят существенные коррективы в принцип независимости реакционноспособности функциональных групп от длины цепи, однако в общем рассмотрении кинетических особенностей реакций он может быть принят. [c.73]

Об импульсных методах уже говорилось при обсуждении методов исследования свободных радикалов (см. 3 гл. П1). Создание путем светового импульса (флеш-фотолиз) или импульса быстрых электронов (импульсный радиолиз) высокой концентрации свободных радикалов и последующая регистрация их каким-либо быстродействующим спектральным методом позволяет получать кинетические кривые расходования свободных радикалов и, тем самым, определять скорость нх превращений. В этом варианте импульсных методов реакционная смесь фактически формируется под воздействием приложенного импульса. До этого в смеси свободных радикалов практически не было и какие-либо превращения отсутствовали. В принципе импульсные методы могут быть применены и для исследований Б еще более коротких временных интервалах в нано- и даже пикосекундном диапазоне. Лимитирующим фактором в этом случае становится метод регистрации происходящего химического процесса. Для этих диапазонов сегодня доминирующее значение имеют флуоресцентные методы, что, естественно, ограничивает круг процессов, доступных изучению в этих диапазонах. [c.65]

Допустим, в печи данного размера при данн ой конструкции горелки величина тепловой нагрузки лимитируется полнотой сжигания. В данном случае возможно построить автоматическое регулирование печи по контролируемой длине факела или по содержанию окиси углерода и водорода в продуктах горения. Для печей, работающих по принципу периодического процесса, это направление не может дать приемлемого рещения, так как в различные отрезки времени работа печи может лимитироваться различными факторами, а время перехода от одного лимитирующего фактора к другому не является постоянным, но зависит от переменных условий протекания технологического процесса. [c.545]

Те же принципы применимы к росту любых популяций, даже популяций человека. Теоретически любая популяция может достичь экспоненциального роста, если время удвоения остается постоянным. Однако рано или поздно в дело вступают лимитирующие факторы, и изучение этих факторов составляет основу популяционной экологии (разд. 10.7). [c.52]

Однако широко применять этот принцип для проектирования и расчета печей нужно с большой осторожностью. Для достижения высоких коэффициентов теплопередачи требуются такие теплонапряженность и равновесные температуры, при которых лимитирующим фактором могут оказаться условия сгорания в топочной камере. Наиболее широко применяемые форсунки и обычно сжигаемые топлива при работе с высокой теплонапряженностью создают ряд серьезных осложнений, обусловленных длиной факела и непосредственным смыванием поверхности труб пламенем. Печи большинства современных конструкций не допускают работы с высокими теплонапряжен-ностями, необходимыми для достижения максимальных теоретически возможных коэффициентов теплопередачи. [c.68]

Принцип Гаузе справедлив для сооружений искусственной биологической очистки или систем культивирования микроорганизмов в проточных условиях, например в аэротенках или ферментерах. Стационарное состояние смешанной культуры в проточных условиях возможно, если число видов не превышает число экологических ниш (лимитирующих факторов). В разных очистных сооружениях экологические ниши не могут совпадать абсолютно точно, поэтому биоценозы в них имеют различный состав. [c.22]

Принцип работы линий достаточно прост. Сварочное (сшивающее) устройство обеспечивает соединение концов полос при перезарядке линии новым рулоном металла. Входной накопитель (петлевого или другого типа) позволяет приостановить полосу на несколько секунд (до 40) при смене рулона и сшивке (сварке) концов без изменения скорости движения полосы на следующих за накопителем участках линии. Основным фактором, лимитирующим скоростные параметры линии, является время, необходимое для подготовки поверхности металла под покрытие, формирования слоя полимера и обеспечения достаточной адгезионной прочности соединения полимер — металл. [c.180]

Сложность (многофакторность) процесса микробиологического синтеза при недостаточной его изученности на различных уровнях не дает возможности утверждать, что перенос процесса в аппарат любой емкости или даже последовательный перенос в аппараты увеличивающегося размера будет определяться одним и тем же параметром всегда следует иметь в виду, что при таких переходах может выявиться лимитирующий фактор, специфический для данного объема. Аналогичные ситуации могут возникнуть и в отношении систем регулирования. Хотя принципы регулирования и управления микробиологическим синтезом и остаются неизменными, тем не менее не исключено, что практические пути осуществления регулирования модифицируются в соответствии с особенностями режимов, создаваемых в больших емкостях. При этом на всех этапах разработки и промышленного осуществления адекватная математическая модель процесса является основным инструментом исследования, контроля и прогнозирования. [c.9]

Теоретически интенсивность любого биохимического процесса, который (как, например, фотосинтез) включает серию реакций, будет ограничиваться наиболее медленной реакцией этой серии. Приведем пример для темновых реакций требуются восстановленные НАДФ и АТФ, следовательно, они зависят от световых реакций, в ходе которых образуются эти соединения. При слабом освещении скорость их образования очень мала для обеспечения максимальной скорости протекания темновых реакций, поэтому можно говорить, что свет в данном случае является лимитирующим фактором. Сформулируем принцип лимитируюпщх факторов [c.272]

Впервые этот принцип бьш сформулирован Блэкменом (Bla kman) в 1905 г. С тех пор бьшо показано, что другие факторы, такие как концентрация диоксида углерода и интенсивность освещения, взаимодействуют друг с другом и одновременно являются лимитирующими факторами, хотя один из них обычно имеет более важное значение. Проанализируйте воздействие одного из факторов, например интенсивности освещения, изучив рис. 7.19, и попытайтесь ответить на следующие вопросы [c.272]

Понятие о лимитирующих факторах восходит к работам Либиха, сформулировавшего в середине прошлого века принцип минимума . В настоящее время принципы узкого места Иерусалимского [18, 19] или бутылочного горлышка Пауэлла [20], дополненные условием ретроингибирования [21], являются основой для количественного исследования законов развития сложных биологических систем. [c.61]

В принципе изложенный подход позволяет вы 1ислить функцию распределения N1, для произвольных кластеров, в том числе ионных. Лимитирующим фактором здесь является отсутствие надежных скоростей К т переходов в пространстве размеров кластеров. [c.254]

Диапазон частот может быть в принципе широким (от 10 до Ю" Гц), однако ряд факторов ограничивает этот диапазон. Характерным ограничителем является чувствительность измерительного оборудования. Главный лимитирующий фактор верхнего предела частоты состоит в том, что выше резонансной частоты на результат все более и более сильно влияет инерция движущихся частей аппарата, а вклад инерции образца также растет с ча-схотой Таким образом, предел частот может быть расширен только путем снижения до минимума усилий, необходимых для перемещения движущихся частей прибора. При использовании образцов в виде полосок толщина покрытия при определении растяжения становится не столь существенной, так как она входит в уравнение как линейный член. [c.407]

Полезные обзоры принципов и практических приемов получения компостов из отходов сельского и городского хозяйств содержатся в двух работах (Poin elot, 1972, 1974). Основное внимание в них уделяется роли термофильных микроорганизмов, в частности грибов, в процессах нагревания и разложения материалов, входящих в состав компоста. В статье 1974 г. подчеркивается, что лимитирующим фактором в образовании компоста является длительность этого процесса при высоком содерлсании целлюлозы в компостируемом материале, что имеет место во многих случаях. Предполагается, что способность нскоторьа видов микроорганизмов к синтезу целлюлазы подавлена вследствие их взаимодействия с другими видами, но что эта способ- [c.204]

В целом в настоящее время невозможно установить общие принципы составления универсальной бессывороточной среды. Во многих случаях метод проб и ошибок является единственным методом подбора ингредиентов для оптимальной среды. Как уже говорилось, оптимальной исходной средой для монослойной культуры является смесь DME и F12 в соотношении 1 1с добавлением инсулина (5 мкг/мл), трансферрина (5 мкг/мл), селенита (30 нМ), ФРЭ (25 нг/мл), альбумина (1 мг/мл). Систематическое удаление одного из компонентов может помочь идентифицировать незаменимый фактор или факторы. Предложенный Хэмом [7] метод составления среды по лимитирующему фактору может в ряде случаев привести к выбору оптимальной концентрации незаменимого компонента. Однако этот лобовой подход требует много времени и перебора большого количества вариантов. [c.47]

В основе процедуры выбора динамических переменных и параметров при моделировании поведения системы лежит временная иерархия процессов, а не их внутренняя специфика. В случае биосистем выбору помогают особенности последних. Природа как бы позаботилась о том, чтобы скорости отдельных клеточных событий сильно различались ферментативные реакции длятся секунды и минуты, синтез новых белков составляет десятки минут, самовоспроизведение клетки занимает много часов. Делению характеристик живой системы на переменные и постоянные (параметры) способствует также принцип "минимума" ("узкого места"). В цепи реакций общую скорость процесса определяет наиболее медленное звено. Варьирование скоростей быстрых стадий не отражается на длительности всего процесса - им управляет наиболее медленная стадия. В биологических объектах, где превалируют ферментативные реакции, отличащиеся насыщенностью и слабой обратимостью, прщщип "минимума" работает более эффективно, чем в простых химических системах. Разница в скоростях биохимических реакций даже на 20 % может оказаться лимитирующим фактором. В отсутствие этого принципа клетка должна была бы контролировать тысячи различных превращений и обеспечить надежность метаболизма было бы крайне сложно. В стационарных условиях следить за отдельными ключевыми реакциями, игнорируя множество других, очень выгодно. [c.100]

Дальнейшее развитие теории катализа тесно связано с исследованием состояния катализатора во время реакции. Принципы структурного и энергетического соответствия, оставаясь решающими, должны относиться к системе катализатор — реагирующее вещество, сложившейся ко времени достижения стационарного состояния катализатора. Степень окисления поверхностных атомов катализатора, природа лигандов и состав промежуточного координационного комплекса определяют направление реакции и лимитирующие стадии. Решающую роль играют методы определения состояния катализатора и всей системы во время реакции. Одним из таких методов является измерение потенциала (или электропроводности) катализатора во время реакции. Легче всего это сделать в проводящих средах как в жидкой, так и в газовой фазе для гетерогенных и гомогенных катализаторов. В окислительно-восстановительных процессах структурным фактором являются не только размеры кристаллов и параметры решеток, но и кислотно-основные характеристики процессов. Всякая поверхность или комплексное соединение представляют собой кислоту или основание по отношению к реагирующему веществу, а это определяет направленность (ориентацию) и энергию взаимодействия вещества с катализатором. Для реакции каталитической гидрогенизации предложена классификация основных механизмов, основанная на степени воздействия реагирующего вещества на поверхность катализатора, заполненную водородом. В зависимости от природы гидрируемого вещества в реакции участвуют различные формы водорода. При этом поверхность во время реакции псевдооднородна, а энергия активации— величина постоянная и зависящая от потенциала поверхности (или раствора). Несмотря на локальный характер взаимодействия, поверхность в реакционном отношении однородна и скорость реакции подчиняется уравнению Лэнгмюра — Хиншельвуда, причем возможно как взаимное вытеснение адсорбирующихся веществ, так и синергизм, т. е. увеличение адсорбции БОДОрОДЗ ПрИ адсорбции непредельного вещества. Таким образом, созданы основы теории каталитической гидрогенизации и возможность оптимизации катализаторов по объективным признакам. Эта теория является продолжением и развитием теории Баландина. [c.144]

Интерпретация параметров уравнения Аррениуса. Для многих целей допустимо интерпретировать энергию активации Аррениуса на основе простых предноложений, что а) она не зависит от температуры, б) она представляет собой высоту барьера потенциальной энергии и в) эта высота определяется растяжением химических связей в молекулах реагируюш их веществ, как показано на рис. 58. В этой главе показано, что ни одно из этих допущений не является вполне точным. Значение Е реакции в принципе зависит от температуры и для некоторых реакций такое изменение можно заметить нри тщательных измерениях. Вследствие этого нельзя точно отождествлять Е с высотой барьера потенциальной энергии, несмотря на то что, по-видимому, не возникает большой ошибки, если относительные значения для данного ряда реакций при данной температуре интерпретировать как изменения потенциальной энергии. Наконец, растяжение химических связей в реагирующих молекулах является только одним из факторов, дающих вклад в Е, к которым относятся также отталкивание, десольватация, ион-дипольные взаимодействия и диффузия. В случае быстрых реакций может преобладать один из них выше было приведено много примеров, когда стадией, лимитирующей скорость, является диффузия, а также несколько примеров, где скорость лимитируется десольватацией. Исследование быстрых реакций, несомненно, позволит оценить значение этих и аналогичных энергетических факторов, которые могут давать только малый вклад в энергии активации реакций, исследуемых обычными кинетическими методами, но становятся важными, когда д относительно мала. [c.290]

Емкость органических фаз при экстракции внутрикомплексных соединений, вообще говоря, в большинстве случаев невелика, поскольку растворимость этих соединений в органических растворителях часто не превышает 10 молъ л. Однако имеются и примеры высокой растворимости. Хорошо растворяются в некоторьгх органических растворителях многие купферонаты, ряд ацетилацетонатов. Описан способ экстракции граммовых количеств тория раствором ТТА в хлороформе для извлечения таких количеств этого элемента требовались две-три экстракции с использованием 40 мл экстрагента [882]. Известны и другие примеры высокой емкости экстрагентов. Одним словом, этот фактор в принципе не является лимитирующим. Следует также иметь в виду, что высокая емкость органических фаз не во всех случаях обязательна например, при переработке сильно разбавленных сбросных растворов она, очевидно, не нужна. [c.268]

Основные принципы моделирования процессов горения изложены в работах И. И. Палеева [1945 1964]. В случаях, когда условия горения приближаются к чисто диффузионным, можно предположить, что основным фактором, влияющим на процесс горения, является перемешивание горючего с окислителем, так как скорость химических превращений настолько велика, что она не лимитирует быстроту процесса горения. Тогда основной задаче моделирования является исследование картины смешения газовых [c.195]

Работа но лимитировалась необходимостью придерживаться обычных, оправдавших себя конструкци камер сгорания. Некоторые из экспериментальных конструкций были посвящены исключительно ноныткалМ установления максимального потенциального влияния тех или иных переменных факторов. Однако конечной задачей работ являлась разработка такой конструкции, которая имела бы все полезные особенности при верхнем расположении клапанов без ухудшения всасывания на высоких скоростях и без пренебрежения разумными принципами конструирования. [c.416]

Структура спектров люминесценции определяется частотами и комбинациями частот нормальных колебаний молекулы в основном невозбужденном состоянии. Число электроколебатель-ных полос в спектре лимитируется правилами отбора, а соотношение их интенсивностей — потенциальной энергией электронных состояний и факторов, вытекающих из принципа Франка — Кондона [516]. [c.237]

В том или ином виде вопросы кинетики потребления компонентов питательной среды, а также и накопления продуктов метаболизма ставились при создании моделей роста популяции, когда лимитирующий компонент субстрата, или ингибирующий продукт метаболизма рассматривался как фактор, регулирующий накопление биомассы. Эти компоненты культуральной жидкости представлены в уравнениях роста биомассы, полученных на основании приложения принципов формальной кинетики для описания процессов роста популяции. Путем несложных преобразований ряда предложенных и рассмотренных выше уравнений роста можно получить зависимости и для описания кинетики потребления компонентов субстрата или накопления продуктов метаболизма. В то же время согласие результатов экспериментального определения изменения состава питательной среды с рассчетными данными во многом зависит от того, насколько соответствуют действительности предположения о характере роста биомассы, сформулированные при создании модели. В этом смысле соответствие реально наблюдаемому процессу уравнений, описывающих изменения состава культуральной среды и являющихся следствия.ми уравнения роста биомассы, является одновременно и проверкой правильности допущений, сделанных в отношении механизма роста популяции. [c.216]

Согласно изложенному принципу для определения ростовых свойств этих компонентов готовят два варианта питательной среды. В один из них в заведомом избытке вводят АВК и поэтому питательная ценность среды (и выход клеток) определяется количеством и удельными ростовыми свойствами сыворотки. В другой, наоборот, в избытке вводят сыворотку и питательная ценность среды целиком определяется содержанием в ней АВК-При этом важно, чтобы не только соотношение компонентов, но и абсолютный уровень содержания их в питательной среде исключал возможность проявления различных лимитирующих рост факторов (например, недостаточной интенсивности аэрации культуры, проявляющейся при высокой концентации субстрата). [c.245]

Исходя из экологических принципов, для экспериментов в камерах искусственный Марс используются образцы почв и чистые культуры микроорганизмов, выделенные из пустынь, высокогорных почв, антарктических и арктических районов. Спороносные бактерии, выделенные из песка пустыни Каракумы, размножаются в измельченном лимоните (с добавлением 2% плодородной почвы), имеющем максимальную гигроскопическую влажность, Замораживание и оттаивание (от —60 до + 25°), пониженное давление (10 мм рт. ст.) и анаэробная атмосфера (50% СОг, 40% Ыг и 10% Аг) не влияют на размножение изучавшихся ксерофитных бактерий. Влажность почвы является основным фактором, лимитирующим развитие микроорганизмов в условиях искусственного Марса (Imshenetsky et al., 1967), [c.120]

Эффективность ароморфозов можно в принципе оценить из общих соображений,— посредством вычисления эволюционного потенциала того или иного физико-химического фактора биологической эволюции. К таким факторам относится весь ряд физико-химических механизмов, определяющих кинетическое совершенство. Так, предельная скорость синтеза лимитируется каталитической активностью некоторых компонент системы, скоростью притока и оттока веществ, эффективностью использования свободной энергии в сопряженных экзэргонических процессах, температурой среды и пр., скорость распада матричных молекул зависит от интенсивности внешних излучений,, температуры среды, наличия специальных замедляющих распад приспособлений и т. д. [c.28]

В открытые проточные культуры периодически (или непрерывно) поступает свежая питательная среда, однако отбирается не только старая среда, но и часть урожая клеточной массы. Регуляция этого процесса может осуществляться по принципу турби-достата или хемостата. В турбидостате подача свежей среды и отбор суспензии происходят после достижения клеточной популяцией определенной заданной плотности. Сигнал на включение протока поступает от реле, связанного с оптической системой, определяющей плотность клеток. В хемостате скорость протока задается экспериментатором и от нее зависит скорость роста клеточной массы. Для этого питательная среда лимитируется по одному из наиболее важных для роста факторов, чаще всего по фосфору, азоту или сахару. Режим хемостата позволяет с помощью фиксированной скорости разбавления поддерживать константную скорость деления и плотность клеток в популяции. [c.23]

Из 1 Миллилитровых приборов Марбрука можно собрать лишь очень небольшое количество культуральной среды, содержащей хелперный фактор между тем для биохимического анализа и выделения активных молекул требуются довольно большие ее объемы. С этой целью используют камеры, в которых можно культивировать по 3-10 (вместо 10 ) клеток (рис. 3). В принципе размеры камер лимитируются только тем, что коммерческие диализные трубкн ие бывают шире 43 мм. Еслн такую трубку разрезать вдоль, то получится лента шириной около 85 мм, которой можно перекрыть внутреннюю камеру диаметром ие более 60 мм. Камеры сделаны из стекла Ругех в виде вставок в кристаллизационные чашки диаметром 10 см, изготовленные из того же стекла. Крышки этих камер по высоте должны быть меньше кристаллизационных чашек, чтобы предотвратить инфицирование культуры из воздуха, циркулирующего в термостате. В качестве крышки удобнее всего использовать ребристую чашку из стекла Ругех диаметром 15 см типа формочки для пудинга нлн желе. Внутрь вставки, затянутой диализной мембраной, помещают 30 мл клеточной взвесн, а в кристаллизационную чашку—150 мл культуральной среды, что позволяет получить значительные объемы среды, содержащей хелперный фактор. [c.234]

Механико-энергетический принцип минералообразования проявляется в тем случаях, когда иптепсивпость движения вещества ограничивается какими-либо факторами, пористостью при метасоматозе, вязкостью в расплавах и скоростью диффузии при изохимическом метаморфизме. Сущность принципа выражается в том, что в этих случаях энергия движения вещества является самостоятельным фактором минералообразования наряду с температурой, давлением, концентрациями веществ. Энергия движения и интенсивность движения, имея определенный предел (а не безграничность), лимитирует проявление Р-Т условий при минералообразовании. И именно поэтому минералообразование идет не только в зависимости от Р-Т условий, по и от определенного уровня, т.е. предела интенсивности движения вещества. Нанример, если в расплаве возможно движение вещества неограниченно большое, то все минералы будут кристаллизоваться строго в соответствии со своей температурой плавления. Но как только свобода движения компонентов в расплаве начинает уменьшаться за счет возрастания вязкости, так к роли температурного фактора добавляется роль движения вещества. Более высокотемпературный минерал будет расти быстро и первым, если его много, а если мало, то малая энергия движения вещества не позволяет быстро расти его немногочисленным кристаллам, т.к. для этого надо очень большую скорость движения вещества. Поэтому при малом количестве высокотемпературного минерала быстрее и первым растет пусть более пизкотемпературпый минерал, но присутствующий в большем количестве. При безгранично большой вязкости не будет вообще роста кристаллов и расплав закристаллизуется как стекло. При попижепии вязкости начнется образование мелких кристаллов. [c.42]