Geum.ru

Информация по предмету Биология

  • 181. Биотехнологии и общество
    Другое Биология

    В это же время очень кстати пришлись результаты исследований Ап-парда Пуштаи о "вреде трансгенной картошки". Эти результаты тотчас были широко распространены экологистами по всему миру как явное свидетельство вреда трансгенных продуктов. Суть его исследований сводилась к тому, что он, получив картошку, устойчивую к колорадскому жуку и скармливая ее крысам, обнаружил у них расстройство пищеварения, снижение иммунитета и другие отклонения. Какой яркий пример вреда от биотехнологий! Однако прошло немного времени и Королевское научное общество Великобритании распространило отчет специально созданной комиссии по проверке результатов исследований Аппарта Пуштаи. В этом отчете подробно изучались условия проведения экспериментов, методики, исходный материал и многое другое. Выводы были однозначны: результаты представляют собой обычную научную фальсификацию. Я не говорю о том, что сама постановка экспериментов не выдерживала никакой критики. Даже студент-первокурсник не допустил бы столько промахов при планировании опытов, он бы продумал нормальный контроль и рацион питания лабораторных животных. Но это пустяки. Самое главное было в том, что Пуштаи взял вместо Вг-гена ген лектина (лектины это вредные белки, которые угнетают действие некоторых ферментов, нарушают процессы пищеварения, снижают пищевую ценность продуктов и т.д.) То есть, Пуштаи сделал заведомо ядовитый продукт и независимо от того, провел бы он эксперименты грамотно или нет, подопытным крысам лучше не стало бы. Его эксперимент показал только очевидное: при помощи генетической инженерии можно создавать и полезные, и вредные вещи в зависимости от способностей или намерений. Как говорится - если вам дали хорошее образование, это еще не значит, что вы его получили.

  • 182. Биотехнология
    Другое Биология

    При выращивании молодых эмбрионов добились завязывания жезнеспособных семян у межродовых гибридов - ячмень X рожь, элимус X пшеница, трнпсакум X кукуруза; томат культурный X томат перуанский, чина пурпурная X чина членистая, лядвенец тонкий X лядвенец топяной, донник желтый X донник белый, фасоль обыкновенная X фасоль остролистная (тепарн), клевер сходный X клевер гибридный (розовый), слива североамериканская X слива персидская. М. Ф.Терновский с сотрудниками получил межвидовой гибрид табака с новыми свойствами устойчивости благодаря культуре на искусственной питательной среде каллусов из неспособных к прорастанию гибридных семян. Таким же путем получены нормальные гибриды первого поколения от скрещивания днплоидных и тетраплоидных форм райграса.

  • 183. Биотехнология в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота
    Другое Биология

    По принятой в России технологии, эмбрионы замораживают с применением автоматических устройств, обеспечивающих регулирование скорости охлаждения в заданных режимах. Эмбрионы замораживают в пробирках 50x6 мм или в ампулах вместимостью 1 мл. В пробирку или ампулу вносят 1-4 эмбриона от одного донора и 0.4 мл раствора криопротектора (1.5 М ДМСО или 10%-ный раствор глицерина). Ампулы перед замораживанием запаивают на пламени газовой горелки. Ампулы или пробирки маркируют, затем охлаждают с 20 до -6 градусов со скоростью 1 градус в минуту, проводят кристаллизацию, охлаждение со скоростью 0.3 градуса в минуту и погружают в жидкий азот. Применяется также и другой режим: охлаждение от -7 до -35 градусов со скоростью 0.3 градуса в минуту; от -35 до -38 градусов со скоростью 0.1 градус в минуту и погружение в жидкий азот. Оттаивание эмбрионов производится на водяной бане с температурой 25 или 37 градусов в течение 10-12 секунд. Для хранения и транспортировки замороженных эмбрионов используют сосуды Дьюара различных типов.

  • 184. Биотехнология и биоиндустрия на современном этапе
    Другое Биология

    Нельзя не отметить и того, что развитие биотехнологии и биоиндустрии породило ряд сложных проблем не только экономического, но и социального, и морально-этического плана. В первую очередь это относится к генной инженерии. Достаточно вспомнить, что после клонирования овцы Долли вопрос об экспериментах подобного рода поднимали даже на заседании Генеральной Ассамблеи ООН. В начале 2000г. вМонреале представители более 130 стран мира поставили свои подписи под специальным протоколом о биологической безопасности в связи с выпуском генетически измененных продуктов. Этот протокол дает странам право запрещать ввоз таких продуктов и вводит судебную ответственность в тех случаях, когда их потребление наносит вред людям или окружающей среде. А вопрос о клонировании людей вообще рассматривается совершенно особо, вызывая большие споры. Недавно папа римский в специальной энциклике осудил клонирование человеческого эмбриона. За полный запрет клонирования выступил президент США Дж. Буш. В Европе была принята специальная Конвенция о биоэтике. Однако в некоторых странах (Италия) первые опыты по клонированию человека уже проведены.

  • 185. Биотехнология. Вклад в решение глобальных проблем человечества
    Другое Биология

    Из других препаратов рекомбинантных белков человека, получивших широкое медицинское применение, следует назвать инсулин, гормон роста, эритропоэтин. Свиной инсулин отличается от человеческого всего одной аминокислотой. Применяется с 1926 г. для лечения людей при инсулинзависимом сахарном диабете. Для гормона роста и эритропоэтина отмечается, как и для интерферонов, видоспецифичность белков. Генная инженерия открыла новую возможность использования этих белков в медицине. Гормон роста применяется не только для борьбы с карликовостью, но и широко используется как стимулятор для заживления ран, сращивания костей. Гормоны роста животных начали использовать в с/х (увеличение на 15% удоя коров, ускорение роста рыб). Эритропоэтин - стимулятор кроветворения и используется при лечении различного рода анемий.

  • 186. Биотрансформация ксенобиотиков
    Другое Биология
  • 187. Биофизика как биологическая наука
    Другое Биология

    Современный этап развития биофизики характеризуется тем, что на первый план выступает проблема формулировки исходных теоретических понятий, отражающих фундаментальные механизмы взаимодействия в биологических системах на молекулярном уровне. Вместе с тем специфика биологических систем представляется в своеобразии физических механизмов молекулярных процессов. Принципиальная особенность заключается в том, что характерные параметры элементарных взаимодействий могут изменяться в зависимости от условий их протекания в организме. Например, эффективность скоростей отдельных элементарных актов переноса электрона в реакционном центре фотосинтеза не только изменяются направленно в течение жизненного цикла развития, но и различна у сортов растений, отличающихся по физико-биохимическим показателям и продуктивности. Изучение глубоких биофизических механизмов в связи с физиолого-биохимическими особенностями объекта создают базу и для практического применения биофизических исследований, в частности в медицине.

  • 188. Биофизика слуха
    Другое Биология

    Среднее ухо (amis media) состоит из барабанной полости и слуховой трубы, сообщающей барабанную полость с носоглоткой. Барабанная полость (cavitas tympanica) заложена в основании пирамиды височной кости между наружным слуховым проходом и лабиринтом (внутренним ухом). Она содержит цепь из трех мелких косточек, передающих звуковые колебания от барабанной перепонки к лабиринту. Барабанная полость имеет очень небольшую величину (объем около 1 см3) и напоминает поставленный на ребро бубен, сильно наклоненный в сторону наружного слухового прохода. В барабанной полости различают шесть стенок: 1. Латеральная стенка барабанной полости (paries membranaceus) образована барабанной перепонкой и костной пластинкой наружного слухового прохода. Верхняя куполообразно расширенная часть барабанной полости (recessus membranae tympani superior) содержит две слуховые косточки; головку молоточка и наковальню. 2. Медиальная стенка барабанной полости прилежит к лабиринту, а потому называется лабиринтной (paries labyrinthicus). В ней имеются два окна: круглое, окно улитки - fenestra cochleae, ведущее в улитку и затянутое - membrana tympani secundaria, и овальное окно преддверия - fenestra vestibuli. В последнее отверстие вставлено основание третьей слуховой косточки - стремени. 3. Задняя стенка барабанной полости (paries mastoideus) несет возвышение для помещения наименьших скелетных мышц (m. stapedius ) в человеческом теле, чуть более одного миллиметра в длину, их цель заключается в стабилизации наименьшее кости в теле, стремени. 4. Передняя стенка барабанной полости носит название paries caroticus, так как к ней близко прилежит внутренняя сонная артерия. В верхней части этой стенки находится внутреннее отверстие слуховой трубы (ostium tympanicum tubae auditivae), которое у новорожденных и детей раннего возраста широко зияет, чем объясняется частое проникновение инфекции из носоглотки в полость среднего уха и далее в череп. 5. Верхняя стенка барабанной полости (paries tegmentalis) соответствует на передней поверхности пирамиды и отделяет барабанную полость от полости черепа. 6. Нижняя стенка, или дно, барабанной полости (paries jugularis) обращена к основанию черепа. Находящиеся в барабанной полости три маленькие слуховые косточки носят по своему виду названия молоточка, наковальни и стремени. 1. Молоточек (malleus) снабжен округлой головкой (caput mallei), которая при посредстве шейки (collum mallei) соединяется с рукояткой (manubrium mallei). 2. Наковальня (incus) имеет тело (corpus incudis) и два расходящихся отростка, из которых один более короткий (cms breve) направлен назад и упирается в ямку, а другой - длинный отросток (crus longum) идет параллельно рукоятке молоточка медиально и сзади от нее и на своем конце имеет небольшое овальное утолщение (processus lenticularis) сочленяющееся со стременем. 3. Стремя (stapes) по своей форме оправдывает свое название и состоит из маленькой головки (caput stapedis) несущей сочленовную поверхность для наковальни и двух ножек: передней, более прямой (crus anterius) и задней, более изогнутой (crus posterius), которые соединяются с овальной пластинкой (basis stapedis), вставленной в окно преддверия. В местах сочленений слуховых косточек между собой образуются два настоящих сустава с ограниченной подвижностью: articulatio incudomalledris и articulatio incudostapedia (наковальне - стременной сустав). Пластинка стремени соединяется с краями овального окна при посредстве соединительной ткани. Слуховые косточки укреплены, кроме того, еще несколькими отдельными связками. В целом все три слуховые косточки представляют более или менее подвижную цепь, идущую поперек барабанной полости от барабанной перепонки к лабиринту. Подвижность косточек постепенно уменьшается в направлении от молоточка к стремечку, что предохраняет спиральный орган, расположенный во внутреннем ухе, от чрезмерных сотрясений и резких звуков. Цепь косточек выполняет две функции: 1) костную проводимость звука и 2) механическую передачу звуковых колебаний к овальному окну преддверия (fenestra vestibuli). Последняя функция осуществляется благодаря связанным со слуховыми косточками и находящимся в барабанной полости двум маленьким мышцам, которые регулируют движения цепи косточек. Одна из них, m. tensor tympani (Тензора барабанная, большая из двух мышц барабанной полости, содержится в костной части слуховой трубы, ее роль заключается в ослаблении звуков); сухожилие ее прикрепляется к рукоятке молоточка вблизи шейки. Эта мышца, оттягивая рукоятку молоточка, напрягает барабанную перепонку. При этом вся система косточек смещается внутрь и стремечко вдавливается в окно преддверия. Другая мышца, m. stapedius, прикрепляется к задней ножке стремени у головки. По функции эта мышца является антагонистом предыдущей и производит обратное перемещение косточек в среднем ухе, в направлении от окна преддверия. Свою иннервацию мышца получает от лицевого нерва (n. facialis), который, проходя по соседству, дает маленькую веточку, n. stapedius.

  • 189. Биохимическая Эволюция
    Другое Биология

    Атмосфера была, по-видимому, “восстановительной”, о чем свидетельствует наличие в самых древних горных породах Земли металлов в восстановленной форме, таких как двухвалентное железо. Более молодые горные породы содержат металлы в окисленной форме, например трехвалентное железо. Отсутствие в атмосфере кислорода было, вероятно, необходимым условием для возникновения жизни; лабораторные опыты показывают, что, как это ни парадоксально, органические вещества (основа живых организмов) гораздо легче создаются в восстановительной среде, чем в атмосфере,, богатой кислородом. В 1923 г. А. И. Опарин высказал мнение, что атмосфера первичной Земли была не такой, как сейчас, а примерно соответствовала сделанному выше описанию. Исходя из теоретических соображений, он полагал, что органические вещества, возможно углеводороды, могли создаваться в океане из более простых соединений; энергию для этих реакций синтеза, вероятно, доставляла интенсивная солнечная радиация (главным образом ультрафиолетовая), падавшая на Землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать большую ее часть. По мнению Опарина, разнообразие

  • 190. Биохимические реакторы
    Другое Биология

    Рассматривая многообразные реакторные устройства, применяемые в настоящее время в биохимических производствах, можно сделать вывод, что во всех реакторах происходят определенные физические процессы (гидродинамические, тепловые, массообменные), с помощью которых создаются оптимальные условия для проведения собственно биохимического превращения вещества (биохимической реакции). Для осуществления этих биохимических процессов биохимический реактор снабжается типовыми конструктивными элементами, широко применяемыми в аппаратах для проведения собственно биохимических процессов (мешалки, контактные устройства, теплообменники и т.д.). Поэтому все биохимические реакторы представляют собой комплексные аппараты, состоящие из известных конструктивных элементов, большинство которых используется для проведения технологических операций, не сопровождающихся биохимическим превращением перерабатываемых веществ. Количество таких конструктивных сочетаний, а значит, и типов реакторов может быть достаточно большим, что объясняется многообразием и сложностью протекающих биохимических реакций. Однако, для всех биохимических реаторов, существуют общие принципы, на основе которых можно найти связь между конструкцией аппарата и основными закономерностями протекающего в нем биохимического процесса.

  • 191. Биохимический контроль в спорте
    Другое Биология
  • 192. Биохимия крови
    Другое Биология

    Качественный состав белков плазмы крови очень разнообразен. В клинической биохимии часто общий белок плазмы делят на отдельные фракции методом электрофореза, основанного на разделении белковых смесей по признаку различной величины массы и конкретного заряда одного белка. При электрофоретическом разделении в зависимости от носителя количество белковых фракций общего белка неодинаково. Независимо от вида электрофореза всегда выделяют основные фракции - альбумины и глобулины. Альбумины синтезируются в печени и являются простыми белками, содержащими до 600 аминокислотных остатков. Они хорошо растворимы в воде. Функция альбуминов состоит в поддержании коллоидно-осмотического давления плазмы, постоянства концентрации водородных ионов, а также в транспорте различных веществ, включая билирубин, жирные кислоты, минеральные соединения и лекарственные препараты. Альбумины плазмы крови могут рассматриваться и как определённый резерв аминокислот для синтеза жизненно необходимых специфических белков в условиях дефицита белков в рационе. Альбумины удерживают воду в кровяном русле, а поэтому при гипоальбуминемиях могут быть отёки мягких тканей. При нефритах в мочу из плазмы крови проникают в первую очередь альбумины, как самые низкомолекулярные белки (молекулярная масса альбуминов составляет около 60000 66000). В норме на долю альбуминов приходится 35 55% от общего количества белков плазмы крови.

  • 193. Биохимия микроорганизмов
    Другое Биология

    Разнообразны возможные типы питания микроорганизмов.(См. табл.). Часть из них, называемые фототрофами, как и зеленые растения, способны использовать для роста энергию света (пурпурные и зеленые бактерии, цианобактерии, прохлорофиты, некоторые галобактерии и водоросли). Остальные микроорганизмы, носящие название хемиотрофов, так же как животные и человек, получают энергию в результате окисления различных химических веществ. Среди фото- и хемотрофов известны виды, способные все соединения клеток синтезировать их углекислоты. Их называют автотрофами. Особенно много автотрофов среди организмов,использующих в качестве источника энергии свет (возможность фотосинтеза). Многим микроорганизмам, как и животным, необходимы для роста органические соединения, которые используются ими в биосинтетических целях. Они носят название гетеротрофов. В случае хемотрофов окисляемый субстрат, иначе называемый донором электронов, обеспечивает получение организмом энергии и биосинтетические реакции восстановительного характера. У фототрофов донор электронов выполняет обычно только вторую функцию, поскольку источником энергии служит свет. Таким образом, с учетом источника энергии, донора электронов и характера веществ, используемых в биосинтетических процессах, возможных типов питания восемь; каждый из них реализуется большим или меньшим числом микроорганизмов, относящихся к прокариотам. В отличие от этого эукариотные микроорганизмы, как и макроорганизмы, проявляют способность либо к фотолитоавтотрофии, либо к хемоорганогетеротрофии. Первый тип питания присущ водорослям и высшим растениям, второй - грибам, животным, включая простейшие, и человеку. Другие типы питания, очевидно,оказались менее удачными и не явились основой для двух основных направлений эволюции, приведших к возникновению высокоорганизованных форм эукариот. В то же время сохранение у бактерий разных типов питания, видимо, меет существенное значение для их выживания при наличии более совершенных форм и позволяет нередко расти в весьма специфических условиях. Кроме того, микроорганизмы в целом характеризуются способностью спользовать гораздо больше химических веществ, чем микроорганизмы. Это касается прежде всего соединений углерода. Hекоторые микроорганизмы растут на очень сложных органических средах, содержащих те или иные факторы роста, т.е. вещества, которые необходимы им в готовом виде, поскольку синтезировать их они сами не могут. Чаще всего факторами роста являются витамины, но могут быть аминокислоты, пурины, пиримидины и другие органические соединения. Даже отдельные виды и штаммы микроорганизмов, которых относят к автотрофам, обнаруживают такую потребность. Организмы, нуждающиеся в факторах роста, называют ауксотрофами с указанием на то, в каком или в каких конкретно готовых соединениях они нуждаются. Соответственно виды и штаммы, не обнаруживающие эту потребность носят название прототрофов. К числу микроорганизмов, проявляющих высокую требовательность к составу среды и нуждающихся в ряде факторов роста , относятся многие молочнокислые бактерии, а также представители простейших. Ауксотрофные штаммы микроорганизмов легко образуются в результате мутаций. Известны также микроорганизмы (называемые паратрофами),которые являются облигатными внутриклеточными паразитами. К числу таковых относятся риккетсии. Из-за высокой требовательности в отношении питания подбор сред для выращивания некоторых микроорганизмов является сложной проблемой, а часть видов на искусственных средах культивировать вообще не удается. На многие микроорганизмы, даже из числа гетеротрофов, хорошо растут на синтетических средах, содержащих всего одно органическое соединение углерода, которое используется как источник энергии в биосинтетических целях. Значительное число микроорганизмов способно использовать белки, нуклеиновые кислоты, парафины, разные углеводы, включая целлюлозу и другие высокомолекулярные вещества. С другой стороны, есть микроорганизмы, рост которых обеспечивают такие простые органические вещества, как этанол, ацетат, гликолат и многие другие. Широко распространены так называемые метилотрофы, использующие в качестве источника энергии и углерода метан, метанол, метилированные амины и монооксид углерода, которые рост микроорганизмов не поддерживают, а многие даже токсичны. Наряду с использованием различных природных соединений углерода некоторые микроорганизмы могут воздействовать и на синтетические вещества, включая пластмассы и пестициды. Характерная особенность ряда бактерий - способность расти, получая энергию в результате окисления молекулярного водорода, аммония, нитритов, солей двухвалентного железа и некоторых других неорганических соединений. При этом многие из них растут в автотрофных условиях. Соответственно окисляемым субстратам выделяют такие группы хемолитоавтотрофов, как водородные, нитрифицирующие, серные бактерии, железобактерии. К числу хемолитоавтотрофных микроорганизмов, окисляющих Н2, относятся также многие метанобразующие бактерии, отдельные представители ацетатобразующих, сульфат- и серувосстанавливающих бактерий. Различные возможности проявляют некоторые микроорганизмы в отношении источников азота. Некоторые виды хорошо растут на средах с пептоном и другими органическими азотсодержащими соединениями, в том числе мочевиной. Значительное число микроорганизмов могут ассимилировать нитраты и еще больше аммоний. Интересной и важной особенностью ряда прокариотных микроорганизмов является их особенность фиксировать молекулярный азот. Долгое время считалось, что это свойство проявляется лишь у немногих видов, как-то у азотобактеров, отдельных представителей клостридий и фототрофных бактерий, а также у клубеньковых бактерий. Однако в последние годы показано, что способность к ассимиляции молекулярного азота распространена более широко. Многие микроорганизмы, как и растения могут использовать для синтеза серусодержащих соединений клеток сульфаты. Но некоторые виды способностью к ассимиляционной сульфатредукции не обладают и поэтому нуждаются для роста в наличии восстановленных соединений серы. Помимо потребности в так называемых макроэлементах, или в основных биоэлементах, к которым относят углерод, азот, кислород, водород, фосфор, серу, магний, железо, калий и кальций, микроорганизмы нуждаются для роста в ряде других элементов, но обычно в гораздо меньшем количестве. Поэтому их называют микроэлементами или минорными биоэлементами. В основном это различные металлы (цинк, медь, кобальт, никель, молибден, медь и ряд других), входящие в состав отдельных ферментов. Однако следует отметить, что потребность отдельных микроорганизмов в некоторых элементах может существенно различаться и зависит иногда от условий их роста. Например, потребность бактерий в молибдене существенно возрастает при использовании ими в качестве источника азота нитратов или молекулярного азота, поскольку этот элемент входит в состав нитратредуктазы и нитрогеназы, т.е. ферментов, участвующих в ассимиляции клетками соответственно NО3- и N2. Для роста бактерий, получающих энергию в результате окисления Fe2+ до Fe3+, железо необходимо в значительно большем количестве, чем требуется другим организмам. Для многих известных микроорганизмов характерен лабильный метаболизм. Такая способность выражается не только в их способности использовать большое число разных соединений углерода, азота и других элементов, но нередко проявляется в переключении с одного типа питания на другой. Например, значительное число фототрофных микроорганизмов могут расти в темноте в гетеротрофных, а некоторые и в автотрофных условиях. Ряд бактерий проявляет способность и к хемолитоавтотрофии, и к хемоорганонегетеротрофии. Такие организмы принято называть факультативными автотрофами. Некоторые микроорганизмы обнаруживают способность к так называемой миксотрофии, или смешанному типу питания. Например, одновременное использование в процессах биосинтеза органических и ассимиляции углекислоты по тому же типу, как в автотрофных условиях. Известны также случаи, когда микроорганизмы одновременно окисляют и органические и неорганические субстраты. Особенно четко способность к миксотрофии проявляется при их культивировании в проточных условиях с лимитированием по разным субстратам. Однако ряд микроорганизмов характеризуется постоянством своих потребностей в питании и, соответственно, процессах метаболизма. Среди них есть облигатные фототрофы и облигатные хемотрофы. Известны облигатные автотрофы, которые используют органические вещества в очень ограниченной степени, и во всех условиях основным источником углерода для них служит углекислота. Примером могут служить многие цианобактерии и нитрифицирующие бактерии. Напротив, некоторым гетеротрофам всегда необходимы определенные органические соединения. Часть из них, как уже отмечалось, удается культивировать только на сложных средах, содержащих ряд факторов роста. К числу таковых относится, например, ряд молочнокислых бактерий. Но есть микроорганизмы рост которых возможен на средах, содержащих очень простые органические вещества, например, метан или метанол. Однако другие соединения углерода их заменить не могут. Изучение различных микроорганизмов значительно расширило представление о том, в каких условиях возможно существование жизни. В результате проведенных исследований установлен также ряд важнейших биохимических закономерностей. Оказалось, что многие реакции, которые имеют место у микроорганизмов, аналогично таковым у растений и животных. Это подтверждает биохимическое единство всех организмов, обитающих на Земле. Вместе с тем установлено, что некоторые микроорганизмы имеют особенности не только в составе своих клеток, но и в тех процессах, которые могут осуществлять. Выше уже отмечалось, что только некоторые бактерии способны ассимилировать молекулярный азот с образованием из него аммиака, который используется для синтеза аминокислот и других азотсодержащих веществ клеток. Лишь некоторые микроорганизмы могут расти, используя углеводороды, лигнин и ряд других соединений углерода, а также получая энергию в результате окисления ряда неорганических веществ. Это определяется наличием у них особых ферментов, катализирующих реакции, к которым другие виды не способны. Только среди микроорганизмов есть виды, способные расти в отсутствие молекулярного кислорода. В результате таких энергетических процессов, как различные брожения и анаэробное дыхание. До недавнего времени считали, что фотосинтез облигатно связан с наличием у организмов, которые его осуществляют того или иного хлорофилла, представляющего собой магнийсодержащие тетрапиррольные пигменты. Однако недавно установлено, что у галобактерий, способных к фотосинтезу данный процесс происходит при участии пигментбелкового комплекса бактериородопсина, в который входит С20 - каротиноид ретиналь. Этот комплекс очень похож на ретиналь, являющийся зрительным пигментом животных. Большинство автотрофов, включая растения и микроорганизмы, ассимилируют углекислоту в результате действия рибулозобифосфатного цикла, называемого также циклом Кальвина. Однако у фототрофных зеленых и серобактерий, а также у некоторых хемотрофных бактерий (Hydrоgenоbaсter и Sulfоlоbus), как недавно установлено функционирует совершенно иная система автотрофной ассимиляции углекислоты, получившая название восстановительного цикла трикарбоновых кислот. Похожим путем ассимилируют углекислоту метанобразующие бактерии, но процесс не имеет циклического характера. Аналогичным образом, видимо, происходит усвоение углекислоты анаэробными бактериями, образующими ацетат, а также некоторыми другими анаэробами из числа прокариот. Важным результатом изучения метаболизма микроорганизмов, способных расти за счет использования метана, метанола и других С1 - соединений более восстановленных, чем СО2 является открытие у них трех принципиально различных путей ассимиляции формальдегида: серинового, риболозомонофосфатного и ксилулозофосфатного циклов. Таких примеров, свидетельствующих о разнообразии путей ассимиляции и диссимиляции микроорганизмами различных соединений, можно привести очень много. Трудно переоценить значение микроорганизмов в круговороте веществ, который осуществляется в природе. В результате способности воздействовать на разнообразные субстраты, нередко накапливая при этом в среде те или иные продукты метаболизма, и быстро расти в разных условиях микроорганизмы вызывают существенные изменения в окружающей среде. Они играют важнейшую роль в превращении многих веществ в почве и водоемах, участвуют в формировании и разрушении месторождений ряда полезных ископаемых, а также других природных процессах. Без многих процессов, которые осуществляют микроорганизмы в природе, жизнь на Земле давно бы прекратилась или приняла другие формы. Наглядным примером значения микроорганизмов в природе является их активное участие в разложении азотсодержащих органических веществ в почве, ведущем к образованию аммония и нитратов, а также фиксация молекулярного азота, отчего зависит рост растений. Не меньшее значение имеет разложение микроорганизмами и безазотистых полимерных соединений, прежде всего целлюлоза, которая в огромных количествах образуется ежегодно растениями. В результате деятельности микроорганизмов происходит также освобождение окружающей среды от ряда загрязняющих и ядовитых веществ, в частности пестицидов.

  • 194. Биохимия нуклеиновых кислот
    Другое Биология

    рибонуклеотид, у которого эта ОН-группа отсутствует. Его можно обозначить в представленном случае символом ddT. С какой-то вероятностью ДНК-полимераза узнает и присоединит к растущей цепи очень похожий ddT вместо dT. Так как синтез идет в строгом соответствии с принципом компле-ментарности, то это произойдет напротив той точки матричной ДНК, где находится комплементарный dA. Но из-за отсутствия у ddT ОН-группы эта цепочка не сможет расти дальше, произойдет обрыв цепи. Обрыв с определенной вероятностью может произойти в любой точке напротив dA. Таким образом, получится смесь новосинтезированных цепей разной протяженности, причем длины (числа нук-леотидных остатков) всех этих цепей точно соответствуют номерам остатков dA матрицы. Следовательно, в таком эксперименте определяются точки расположения всех остатков dA в исследуемой ДНК. Если три аналогичных эксперимента провести со смесями, содержащими примеси других диде-зоксинуклеотидов: ddA, ddC и ddG, то аналогично будут расставлены по номерам все остальные три нуклеотида на исследуемой ДНК. Разделить же полученные смеси по длинам не представляет труда с помощью электрофореза метода, основанного на перемещении заряженных молекул под действием постоянного электрического поля. Дело в том, что каждый остаток нуклеотида содержит остаток фосфорной кислоты, который несет отрицательный заряд. Поэтому, будучи помещены в электрическое поле, фрагменты разной длины будут перемещаться к аноду с разными скоростями. Так как электрофорез обычно проводят в очень вязкой среде (геле), то эта среда оказывает сопротивление перемещению фрагментов, тем большее, чем больше размером фрагмент. Этот фактор пересиливает действие поля, поэтому, чем длиннее фрагмент, тем медленнее он двигается, но все они располагаются в порядке, соответствующем их длинам. Остается только "увидеть" место каждого фрагмента. До сих пор для этой цели чаще всего используют радиоактивную метку: в нуклеотиды, из которых синтезируется новая цепь, вводят радиоактивный фосфор. Поэтому после окончания гель-электрофореза гель прикладывают к рентгеновской пленке и на месте нахождения фрагментов после проявления радиоавтографа появляются темные пятна. На рис. 2 схематично показаны такой радиоавтограф и читаемая с него последовательность маленького кусочка ДНК.

  • 195. Биохимия растений. Процессы брожения. Фотосинтез
    Другое Биология

    Листья теневыносливых растений имеют ряд анатомо-морфологических особенностей: слабо дифференцирована столбчатая и губчатая паренхима, характерны увеличенные межклеточные пространства - клетки содержат небольшое число (10-40) хлоропластов, величина поверхности которых колеблется в пределах 2-6 см2на 1 см2 площади листа. Эпидермис довольно тонкий, однослойный, клетки эпидермиса могут содержать хлоропласты (чего никогда не встречается у гелиофитов). Кутикула обыкновенно тонкая. Устьица обычно размещены на обеих сторонах листа с несущественным преобладанием на оборотной стороне (у светолюбивых растений, как правило, на лицевой стороне устьица отсутствуют или расположены преимущественно на оборотной стороне). По сравнению с гелиофитами у теневыносливых растений значительно ниже содержание хлоропластов в клетках листа - в среднем от 10 до 40 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа ненамного превышает его площадь (в 2-6 раз; тогда как у гелиофитов превышение составляет в десятки раз).Для некоторых теневыносливых растений характерно образование антоциана в клетках при произрастании на ярком солнце, что придаёт красноватую или буроватую окраску листьям и стеблям, нехарактерную в естественных условиях местообитания. У других при произрастании при прямом солнечном освещении отмечается более бледная окраска листьев.

  • 196. Биоценоз, как часть биосферы
    Другое Биология

    Сукцессии подразделяются на первичные историчные. Первичные происходят на первичносвободных от почвы Грунтах вулканических туфовых и лавовых полях, сыпучих песках, каменистых россыпях и т. д. По мере развития фитоценоза от пионерной стадии до насыщенной почва становится плодороднее и в биологический круговорот вовлекается все больше химических элементов в возрастающем количестве. С увеличением плодородия виды растений, развивающиеся на богатых питательными веществами почвах, вытесняют менее требовательные в этом отношении виды. Одновременно сменяется и животное население. Вторичные сукцессии осуществляются на местообитаниях разрушенных сообществ, где сохранилась почвы и некоторые живые организмы. Разрушение биоценозов может вызываться стихийными природными процессами (ураганы, ливни, наводнения, оползни, продолжительные засухи, извержение вулканов и т. д.). а также изменение Организмами среды обитания (например, при зарастании водоема водная среда сменяется отложениями торфа). Вторичные сукцессии характерны для деградированных пастбищ, гарей, вырубок леса, исключенные из сельскохозяйственного пользования пашен и других угодий. а также для искусственных лесопосадок. Например, нередко под пологом средневозрастных культур сосны на супесчаных почвах начинается обильное естественное возобновление ели, которая со временем вытеснит сосну при условии, если не будут проводиться очередные сплошные рубки соснового древостоя и лесокультурные работы. На гарях с супесчаными и суглинистыми почвами пионерная растительность из иван чая и березы бородавчатой со временем сменяется еловыми насаждениями.

  • 197. Биоэлектрические явления
    Другое Биология

    Тормозящий постсинаптический потенциал (ТПСП), связанный с гиперполяризацией клеточной мембраны, препятствует возникновению потенциала действия. Механизм возникновения биоэлектрических потенциалов связан с наличием определенных физико-химических градиентов между отдельными тканями организма, между жидкостью, окружающей клетку, и ее цитоплазмой, между отдельными клеточными элементами. Во всех случаях местом возникновения градиентов являются мембраны, различающиеся не только по своей структуре, но и по ионообменным свойствам. Возникновение биоэлектрических потенциалов в живых клетках обусловлено неравномерной концентрацией ионов натрия, калия, кальция и хлора на поверхностях клеточной мембраны и ее различной проницаемостью для них. Величина мембранного потенциала покоя определяется соотношением концентраций, проникающих через мембрану ионов. Высокие концентрационные градиенты ионов калия и натрия поддерживаются благодаря существованию в клеточной мембране так называемого калиево-натриевого насоса, который обеспечивает выделение из цитоплазмы проникающих в нее ионов натрия и введение в цитоплазму ионов К+. Подобный насос работает против их концентрационных градиентов и требует для этого энергии. Источником энергии является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Энергия, выделяемая при расщеплении локализованной в мембране АТФ-азой одной молекулы АТФ, обеспечивает выделение из клетки трех ионов натрия взамен на два иона калия, поступающих в клетку.

  • 198. Биоэлектронные технологии
    Другое Биология

     

    1. Пивоварова З.И., Стадник В.В. Климатические характеристики солнечной радиации как источника энергии на территории СССР. - Л., Гидрометеоиздат, 1988.
    2. Евдокимов В.М. Некоторые новые теоретические модели фотопреобразователей и перспективы повышения их КПД. /Под ред. Семёнова Н. Н., Шилова А.Е. Москва, Наука, 1995г.
    3. Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных элементов. М., Наука, 1985г., 280 стр.
    4. Журнал "ГЕО". №11, ноябрь 1999г. Статья Ханне Тюгель "Гигаватты солнечного электричества".
    5. Тихомиров О.К. Проблемы искусственного интеллекта. - М.: Высш. шк., 1987. - 211с.
    6. Акапкин Ю.К. и др. Биотехника - новое направление в компьютеризации- М.: Наука, 1990. - 144с.
    7. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. - М.: Мир, 1990. - 342с.
    8. Синергетика и фракталы в материаловедении/ В.С. Иванова, А.С. Баланкин, И.Ж. Бунин, А.А. Оксогоев. - М.: Наука, 1994. - 383 с.
    9. Хакен Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам. - М.: Мир, 1991. - 240 с.
    10. Займан Дж. Модели беспорядка. - М.: Мир, 1982. - 591 с.
    11. Морозов А.А., Ященко В.А. Интеллектуализация ЭВМ на базе нового класса нейроподобных систем. - Киев: Тираж, 1997. -125 с.
    12. Шаповалов В.И. Основы синергетики. М.: Испо-Сервис, 2000. -354с.
    13. Лоскутов А.Ю., Михайлов А.С. Введение в синергетику. М.: Наука, 1990. - 226с.
    14. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980. -279с.
    15. http://www.biochip.ru/.
  • 199. Биполярные, горизонтальные и амакриновые клетки
    Другое Биология

    Еще за много лет до того, как от фоторецепторов и биполярных клеток сетчатки могли быть отведены электрические ответы, важная информация была получена при регистрации сигналов от ганглиозных клеток. В этих экспериментах был осуществлен первый анализ выходных сигналов в сетчатке, являющихся результатом происходящих там синаптических взаимодействий. Преимуществом изучения ганглиозных клеток является то, что их сигналы являются потенциалами действия и функционируют по принципу "все или ничего". Поэтому было возможно проведение регистрации сигнала при помощи внеклеточного электрода в то время, когда внутриклеточные электроды еще не существовали и пока не были разработаны соответствующие красители. Кроме того, простыми и удобными для изучения делало их то, что отростки ганглиозных клеток направляются из сетчатки в ЦНС. Именно на них были впервые описаны концентрические поля с "on" - и "off"-центрами. И именно они помогли потом понять смысл сигналов, регистрируемых на горизонтальных и биполярных клетках.

  • 200. Білки
    Другое Биология

    Зазвичай білки є лінійними полімерами поліпептидами, хоча інколи мають більш складну структуру. Невеликі білкові молекули, тобто олігомери поліпептидів, називаються пептидами. Послідовність амінокислот у конкретному білку визначається відповідним геном і зашифрована генетичним кодом. Хоча генетичний код більшості організмів визначає лише 20 «стандартних» амінокислот, їх комбінування уможливлює створення великого різномаїття білків із різними властивостями. Крім того, амінокислоти у складі білка часто піддаються посттрансляційним модифікаціям, які можуть виникати і до того, як білок починає виконувати свою функцію, і під час його «роботи» в клітині. Для досягнення певної функції білки можуть діяти спільно, і часто зв'язуються, формуючи великі стабілізовані комплекси (наприклад, фотосинтетичний комплекс).