Физическа химия и биофизика - PDF документ
Документи
Препис от физическа химия и биофизика
Джеролд Адам () Питър Лугер () Гнтер Старк
Физическа химия и биофизика Пето, преработено издание
С 294 илюстрации и 51 таблици
Проф. Пенсионер Д-р Gnther Stark Universitt Konstanz Департамент по биология Fach 638D-78457 [email protected]
ISSN 0937-7433ISBN 978-3-642-00423-0 e-ISBN 978-3-642-00424-7DOI 10.1007/978-3-642-00424-7 Springer Dordrecht Heidelberg London New York
Немската национална библиотека изброява тази публикация в Немската национална библиография; подробни библиографски данни са достъпни в Интернет на адрес http://dnb.d-nb.de.
Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1977, 1988, 1995, 2003, 2009 Това произведение е защитено с авторски права. Правата, установени от това, по-специално правата за превод, препечатване, представяне, извличане на фигури и таблици, радиоразпръскване, микрофилмиране или възпроизвеждане по други начини и съхранение в системите за обработка на данни, остават, дори и само в откъси Възстановяване, запазено. Възпроизвеждането на това произведение или части от него също е разрешено в отделни случаи само в рамките на законовите разпоредби на закона за авторското право на Федерална република Германия от 9 септември 1965 г. в приложимата към момента версия. По принцип тя подлежи на възнаграждение. Нарушенията са предмет на наказателните разпоредби на Закона за авторското право. Възпроизвеждането на общи имена, търговски наименования, имена на продукти и др. В тази творба, дори без специална идентификация, не оправдава предположението, че такива имена трябва да се считат за свободни по смисъла на законодателството за търговската марка и защита на марката и следователно от всеки може да го използва.
Дизайн на подвързия: WMXDesign GmbH, Хайделберг
Отпечатано върху сигурна хартия
Springer е част от специализираната издателска група Springer Science + Business Media (www.springer.com)
Корекциите на кадрите са възстановени. Ние искаме да
.com/978-3-642-00423-0. Книга
Предимствата във физико-химичната област са значително по-малки
отколкото в биологичната или медицинската област. Бих искал да благодаря на г-жа S. Wolf (Springer-Verlag) за доброто сътрудничество.
Констанс, февруари 2009 г. Гнтър Старк
След всеобхватната ревизия и разширяване, които книгата е претърпяла в 4-то издание, 5-то издание е ограничено до корекции на грешки и незначителни допълнения и промени. Упражненията обаче претърпяха значително разширяване. От страна на учениците беше предложено, че освен решенията, преди това сме ни ограничили до конкретизиране на решенията, за да насърчим хората да работят самостоятелно. Възможните решения бяха обсъдени в уроците, придружаващи лекциите. Този метод на чертожника все още има смисъл. За да отговорим на притесненията на студентските гени, сега имаме значителен брой допълнителни задачи (предимно взети от богатата съкровищница на предишни изпитни задачи) с техните пътеки за решения като учебни помагала за безплатно изтегляне от www.springer Изображенията от кутията вече могат да бъдат изтеглени и от същия интернет адрес. Отговорихме на молба от преподаватели. Авторът и издателят искат вашето разбиране, че не всички заявки, отправени към нас, могат да бъдат изпълнени. Например достъпната цена е по-важна за нас от въвеждането на цветни илюстрации, тяхната тактика
Следващият предговор към предишното издание все още го има
В продължение на няколко десетилетия развитието на биологията се стреми към все по-тесни връзки с основните предмети на химията и физиката. Биохимията, молекулярната биология и физиологията вече не са мислими без методите и концепциите на тези основни предмети. Този факт напоследък все по-често се взема предвид при въвеждането на курсове за наука за живота. В неговата рамка се провежда широко химическо и физическо възпитание, което се опитва да преодолее границите между класическите природни науки, както и медицината.
Тази книга възниква през 1977 г. от лекционен курс по физическа химия и биофизика, който е част от курса по биология в Университета в Констанц. Този курс, който авторите са създали съвместно, се опитва да изясни значението на физико-химичните аспекти в областта на биологията. Решението да се представи този курс под формата на книги се основава на наблюдението, че класическите учебници по физическа химия се основават главно на явленията на неживата природа. Друг недостатък на учебниците, налични тогава и сега, от гледна точка на авторите, е широкото пренебрегване на интерфейсите и мембраните. Значителна част от жизнените процеси обаче протичат върху мембраните, както показва бегъл поглед към участък през клетка с многобройните й свързани структури (вж. Фиг. 9.1). От това следва, че фокусът на физическата химия за биолозите трябва да се занимава с интерфейсите и мембраните.
Друг фокус на настоящата презентация са транспортните процеси и техните движещи сили, без които животът е немислим. Кинетиката за биолозите е нещо повече от класическата реакционна кинетика за химиците. Ние го определяме като динамика на жизнените процеси и показваме, че математическият формализъм на реакционната кинетика се използва за описание на ензимната кинетика и (в обобщената форма на теорията на компартментите) също за описание на транспортните процеси in vivo (метаболизъм и фармакокинетика), както и в биосферата (Транспорт на замърсители) може да се използва. Същият математически формализъм се използва и в контекста на популационната кинетика.
Включването на главата за радиационната биофизика и радиационната биология в каталог от теми, който до голяма степен се основава на въпроси на физическата химия, на пръв поглед може да изглежда изненадващо. Читателят обаче става много
Предговор към 4-то издание VIII
скоро регистрирайте близките връзки, които съществуват, особено с главата по кинетика. Механистичният анализ на ефектите на радиацията прилича, поне в молекулярния диапазон, на сложните химични реакции. С оглед на значението на биофизичните проблеми на околната среда, начинаещият биолог трябва да получи въведение в биофизичните основи на радиационната биология, което включва обяснение на трудностите, свързани с количествения анализ на радиационния риск. Оценката на рисковете, свързани с боравенето и използването на химически замърсители, представлява подобни трудности. Съответните анализи са все още в зародиш. Можете да се ориентирате към радиационния риск и ще ангажирате токсикологичните изследвания през следващите години и десетилетия.
Книгата е насочена предимно към биолози, биохимици и завършили природни науки. Вярваме обаче, че той може да се окаже полезен и за биологично заинтересования физик и химик. Бъдещето на химията е в биологията. Следователно може да се предположи, че фокусните точки, разгледани в тази книга, също ще играят роля в обучението по химия в бъдеще.
Раздели 1-3 и 8.1-8.3 първоначално са написани от G. Adam, раздели 4-6, 8.4, 8.5 и 9 от P. Luger и раздели 10 и 11 от G. Stark. След смъртта на двамата ми колеги П. Лугер (1990) и Г. Адам (1996), преработих всички раздели, което доведе до множество допълнения към настоящото 4-то издание. Постарах се да запазя доколкото е възможно оригиналната дикция на моите уважавани колеги.
Основните промени се отнасят до нов раздел за елементите на статистическата термодинамика в глава 1, който се надявам да изясни динамичния характер на термина равновесие и общото значение на принципа на Болц-Ман за разпределение на енергията. Електрохимията (глава 6) е разширена и адаптирана към новите международни стандарти. Глава 8 съдържа нов раздел за основите на гел електрофорезата. Глава 9 беше допълнена от раздел за структурата на каналите в биологичните мембрани. Общо около 50 нови фигури и таблици трябва да илюстрират големия брой по-малки промени.
Благодаря на колегите си Х.-Ж. Apell, D. Brdiczka, K. Diederichs, H.-W. Ho-fer, P. Kroneck и W. Welte за полезни съвети. Това важи особено за Ханс-Йрген Апел, който е коректор на значителна част от текста. Йоханес Апел проектира текста от името на камерата на издателство Springer. Бих искал да благодаря на г-жа I. Lasch-Petersmann и г-жа S. Wolf (Springer-Verlag) за гладкото сътрудничество.
Констанс, декември 2002 г. Гнтър Старк
1 Основи на термодинамичното описание на макроскопичните системи. 1
1.1 Основни термодинамични термини. 1 1.1.1 Термодинамични системи, променливи на състоянието.