Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
В табл. П. 1.4. приведены различные характеристики коллоидного состояния.
БОТАНИКА
ММА им . И . М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
372 Приложения
Таблица П,1.4. Характеристики коллоидного состояния
Явление Физические свойства
Биологические свойства
Диализ (разделение частиц Коллоиды не проходят через полупроницае-при помощи полупроница- мые мембраны емых мембран)
Коллоидная цитоплазма удерживается в плазматической мембране. Крупные молекулы не могут пройти через эту мембрану и поэтому они должны расщепиться на более мелкие (например, крахмал до глюкозы)
Броуновское движение
Очень мелкие частицы, видимые в микроскоп, колеблются, не меняя своего положения. Объясняется это тем, что их непрерывно бомбардируют молекулы растворителя (наблюдать это можно, рассматривая частички туши в воде)
Живая цитоплазма всегда представляет собой коллоидный раствор и в клетках можно наблюдать броуновское движение мелких частиц
Фильтрация Это движение частиц зависит от размеров мо-
лекул. Определить истинные размеры частиц можно, изменяя размеры пор фильтра
Осмотический потенциал У растворов гидрофобных коллоидов очень
низкий осмотический потенциал. У растворов гидрофильных коллоидов осмотический потенциал невелик, но составляет все же измеримую величину
Осаждение
Гидрофобные коллоиды способны выпадать в осадок (коагулировать). Положительно заряженный коллоид осаждает отрицательно заряженный. Такое же действие оказывают электролиты
Казеин молока выпадает в осадок под действием разбавленных кислот или сычужного фермента (последний применяется в сыроделии). Пектиновые вещества, содержащиеся в клеточных стенках плодов, образуют плотный гель при варке джема. Яичный белок необратимо коагулирует при нагревании
Поверхностные свойства
У коллоидных частиц площадь поверхности, соприкасающейся с окружающим растворителем, огромна. Поверхностная энергия здесь велика, и за счет этой энергии молекулы агрегируют на поверхности раздела двух сред. Это называется адсорбцией. Древесный уголь применяется, например, для адсорбции газов в противогазах или для поглощения красителей из растворов. Данное явление используют также для стабилизации коллоидных золей; эту роль, например, выполняют яйца в майонезе или мыло в инсектицидах, изготовляемых на масляной основе
Коллоиды живых клеток адсорбируют различные вещества; особенно это характерно для клеток, участвующих в поглощении ионов, например для клеток коры корня
Переходы золь—гель
Золь имеет жидкую консистенцию, а гель — плотную; крахмал, например, в горячей воде образует коллоидный золь, а остыв, превращается в коллоидный гель. Изменения pH, температуры, давления или присутствие ионов металла также могут вызывать переходы золь-гель
Один из таких переходов — это свертывание крови, при котором в состояние геля переходит белок фибриноген. Яичный белок переходит из состояния золя в состояние геля в результате нагревания
Набухание
Поглощение жидкости коллоидом называется набуханием (примером может служить набухание желатина в воде)
Явление набухания лежит в основе поглощения воды кожурой сухого семени или целлюлозой клеточных стенок. Выход гамет из антеридиев (репродуктивных органов споровых растений) также обусловлен набуханием коллоидов
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
П. 1.5. Диффузия и осмос
Молекулы и ионы в растворе могут перемещаться пассивно и спонтанно в определенном направлении в результате диффузии. (Осмос — особый вид диффузии. Он подробно описан в разд. 5.9.8.) Для такого перемещения в живых организмах — в отличие от активного транспорта — затраты энергии не требуется. Другой тип движения, а именно объемный поток, рассматривается в гл. 13.
П. 1.5.1. Диффузия
Диффузия связана с беспорядочным и спонтанным движением отдельных молекул и ионов. Если, например, оставить открытой склянку с концентрированным водным раствором аммиака, то очень скоро запах аммиака распространится по всей комнате. Этот процесс распространения молекул аммиака представляет собой диффузию, и, хотя любая молекула может двигаться в любом направлении, реальный поток молекул направлен из склянки наружу, т. е. от источника, где их концентрация велика, в те области, где их концентрация ниже. Диффузию, следовательно, можно определить как движение молекул или ионов из области с высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией, иными словами, как движение по градиенту концентрации. В отличие от того, что характерно для объемного потока, реальная диффузия различных типов молекул или ионов может идти одновременно в разных направлениях, при этом каждый тип молекул движется по своему градиенту концентрации. В легких, например, кислород диффундирует в кровь, а диоксид углерода в то же самое время диффундирует из крови в альвеолы, но объемный поток крови в легких может иметь только одно направление. При равных градиентах концентрации мелкие молекулы и ионы диффундируют быстрее крупных. Существует особая диффузия, называемая облегченной диффузией. Она описана в разд. 5.9.8.
