Физическая и коллоидная химия. Основные термины и определения. Учебное пособие - страница 14

Биоинформатика. Новое направление исследований, использующее математические и алгоритмические методы для решения молекулярно-биологических задач.

Биокатализаторы. Вещества, присутствие которых ускоряет (положительный катализ) или тормозит (отрицательный катализ) свойственные живой материи химические процессы. Пример биокатализаторов – ферменты.

Биолиты (от греч. bios – жизнь и lithos – камень). Горные породы или минералы, имеющие биогенное происхождение, т. е. состоящие из остатков животных и растений, а также продуктов их жизнедеятельности.

Биологические мембраны. Активные молекулярные комплексы, разделяющие внутриклеточные органоиды и клетки. Биологические мембраны всегда находятся на границе двух сред, имеющих различные свойства. Основными компонентами биологических мембран являются липиды, белки и гетерогенные молекулы (гликопротеиды, гликолипиды и др.). Основные функции биологических мембран – барьерная, транспортная, регуляторная, каталитическая. Одно из важнейших свойств биологических мембран – избирательная проницаемость, что является основой для создания ионных, химических и электрических градиентов.

Биологический круговорот. Малый круговорот вещества и энергии – обмен веществ и энергии между растениями и почвами, совершающийся обычно в пределах одного биогеоценоза. Включает круговороты различных элементов, усваиваемых растениями из почвы: или из воздуха. Наибольшее значение имеет биологический круговорот углерода, азота и ряда других веществ. Биологический круговорот: для еловых насаждений – кальциево-азотный; для широколиственных лесов – азотно-кальциевый; для злаковых лугов – азотно-калиевый; для галофитной растительности – хлоридно-натриевый (см. Круговорот биологический). Бесчисленные биологические круговороты, накладываясь друг на друга, образуют большой круговорот – обмен вещества и энергии между сушей и океаном.

Биомасса. Суммарная масса всех веществ животного и растительного происхождения в составе как живых, так и неживых организмов, оцениваемая с точки зрения запаса питательных веществ и энергии. Выражается на единицу поверхности суши (обычно на 1 м^>2) или объема места обитания (1 м^>3 воды); чаще всего выражают в массе сырого или сухого вещества (г/м^>2, кг/га, г/м^>3 и т. д.). Биомасса растений называется фитомассой, биомасса животных – зоомассой. Общая биомасса живых организмов биосферы оценивается в от 1,8 × 10^>12 т до 2,4 × 10^>12 т сухого вещества. По другим оценкам биомасса всех живых организмов Земли составляет от 1,8 × 10^>18 до 3 × 10^>18 т, причем около 90 % приходится на биомассу наземных растений. К биомассе относят все живые, а иногда и мертвые части организмов; они прекращают быть биомассой, становясь лесной подстилкой, гумусом, торфом. Исследования биомассы позволяют оценивать продуктивность участков суши или акватории и т. д. Величина биомассы зависит от видового состава организмов, от условий их обитания и сезона года.

Биополимеры. Высокомолекулярные органические соединения, макромолекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев – мономеров (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и их производные). Мономерами для них служат соответственно аминокислоты, нуклеотиды и моносахариды. Биополимеры составляют около 90 % сухой массы клетки. При этом у животных количественно преобладают белки, у растений – полисахариды. Например, в клетке бактерий содержится около 3000 видов белков и 1000 нуклеиновых кислот, а у человека число белков оценивают в 5 миллионов. Все они являются структурной основой живых организмов и играют определяющую роль в процессах жизнедеятельности. Структурную основу биополимеров составляют линейные (белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза) либо разветвленные (гликоген) цепи. Благодаря такой структуре они характеризуются рядом замечательных свойств. Во-первых, их взаимодействие отличается кооперативностью, т. е. тесной взаимосвязанностью всех функциональных групп. Это означает, что взаимодействие одних групп биополимера изменяет характер взаимодействия других его групп. Пример такого кооперативного взаимодействия – связывание молекулы кислорода белком эритроцитов крови гемоглобином. Во-вторых, биополимеры способны образовывать так называемые интерполимерные комплексы, которые могут возникнуть между отдельными частями молекулы и между разными молекулами. Благодаря образованию комплексов и другим свойствам биополимеров осуществляется биосинтез белков, нуклеиновых кислот, регуляция обмена веществ, реакции иммунитета и другие важнейшие биологические процессы. Биополимеры являются структурной основой живых организмов, выполняя важную роль в процессе жизнедеятельности.