Фізична хімія та біофізика - Документ PDF
Документи
Стенограма фізичної хімії та біофізики
Джерольд Адам () Пітер Люгер () Гнтер Старк
Фізична хімія та біофізика, п’яте, перероблене видання
З 294 ілюстраціями та 51 таблицею
Професор на пенсії Лікар. Гнтер Старк, Університет Констанц, Кафедра біології, Фах 638D-78457, Констанцгунтер[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
Німецька національна бібліотека перелічує цю публікацію в Німецькій національній бібліографії; детальні бібліографічні дані доступні в Інтернеті за адресою http://dnb.d-nb.de.
Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1977, 1988, 1995, 2003, 2009 Цей твір захищено авторським правом. Права, встановлені цим, зокрема права на переклад, передрук, презентацію, витяг малюнків і таблиць, радіомовлення, мікрофільмування або відтворення іншими способами та зберігання в системах обробки даних, залишаються, навіть якщо лише у витягах Відновлення, зарезервоване. Відтворення цього твору або його частин також дозволяється в окремих випадках лише в межах законодавчих положень закону про авторське право Федеративної Республіки Німеччина від 9 вересня 1965 р. У чинній редакції. В принципі, вона підлягає винагороді. Порушення регулюються кримінальними положеннями Закону про авторське право. Відтворення загальних назв, торгових назв, назв товарів тощо у цій роботі, навіть без спеціальної ідентифікації, не виправдовує припущення, що такі назви слід розглядати як вільні у значенні законодавства про захист торгової марки та торгової марки, а отже будь-хто може ним скористатися.
Дизайн палітурки: WMXDesign GmbH, Гейдельберг
Друкується на надійному папері
Springer є частиною спеціалізованої видавничої групи Springer Science + Business Media (www.springer.com)
Виправлення кадрів відновлено. Ми бажаємо
.com/978-3-642-00423-0. книга
Переваги у фізико-хімічній галузі значно менші
ніж у біологічній або медичній галузі. Я хотів би подякувати пані С. Вольф (Springer-Verlag) за добру співпрацю.
Констанс, лютий 2009 р. Гнтер Старк
Після масштабного перегляду та розширення, яке зазнала книга у 4-му виданні, 5-е видання обмежується виправленнями помилок та незначними доповненнями та змінами. Однак вправи зазнали значного розширення. З боку студентів було висловлено припущення, що ми, окрім рішень, обмежили рішення лише викладом рішень, щоб заохотити людей працювати над ними самостійно. Можливі рішення обговорювались у навчальних посібниках, що супроводжували лекції. Цей метод кресляра все ще має сенс. Однак для вирішення проблем студентських генів у нас зараз є значна кількість додаткових завдань (здебільшого взяті з багатих скарбниць попередніх іспитів) із шляхами їх вирішення як навчальних посібників, які можна безкоштовно завантажити на www.springer. Ми відповіли на запит лекторів. Автор та видавець просять вас зрозуміти, що не всі звернення до нас можуть бути виконані. Наприклад, доступна ціна для нас важливіша, ніж введення кольорових ілюстрацій, їх дактики
У наступній передмові до попереднього видання вона ще є
Протягом декількох десятиліть розвиток біології прагнув до все більш тісних зв'язків з основними предметами хімії та фізики. Біохімія, молекулярна біологія та фізіологія вже неможливі без методів та термінів, що використовуються в цих основних предметах. Цей факт останнім часом все частіше враховується із запровадженням курсів природничих наук. У цих рамках відбувається широке хімічне та фізичне виховання, яке намагається подолати межі між класичними предметами природничих наук, а також медициною.
Ця книга була створена в 1977 році з курсу лекцій з фізичної хімії та біофізики, який є частиною курсу біології в Університеті Констанца. Цей курс, який автори створили спільно, намагається з'ясувати важливість фізико-хімічних аспектів у галузі біології. Рішення представити цей курс у формі книги базувалося на спостереженні, що класичні підручники фізичної хімії в основному базуються на явищах неживої природи. Іншим недоліком підручників, доступних тоді і зараз, з точки зору авторів, є велика занедбаність інтерфейсів та мембран. Однак значна частина життєвих процесів відбувається на мембранах, як показує побіжний погляд на ділянку через клітину з багатьма спорідненими структурами (див. Рис. 9.1). З цього випливає, що основна увага фізичної хімії для біологів повинна мати справу з інтерфейсами та мембранами.
Ще одним акцентом у цій презентації є транспортні процеси та їх рушійні сили, без яких життя немислиме. Кінетика для біологів - це більше, ніж класична кінетика реакції для хіміків. Ми визначаємо це як динаміку життєвих процесів і показуємо, що математичний формалізм кінетики реакцій використовується для опису кінетики ферментів і (в узагальненій формі теорії компартментів) також для опису транспортних процесів in vivo (метаболізм та фармакокінетика), а також у біосфері (Транспорт забруднюючих речовин). Той самий математичний формалізм також використовується в контексті популяційної кінетики.
Включення глави про радіаційну біофізику та радіаційну біологію до каталогу тем, який значною мірою базується на питаннях фізичної хімії, на перший погляд може здатися дивним. Однак читач стає дуже
Передмова до 4-го видання VIII
незабаром зареєструйте тісні посилання, які існують, особливо у розділі з кінетики. Механістичний аналіз ефекту випромінювання нагадує аналіз складних хімічних реакцій, принаймні в молекулярному діапазоні. Зважаючи на важливість екологічних біофізичних проблем, початковий біолог повинен отримати вступ до біофізичних основ радіаційної біології, який включає пояснення труднощів, пов'язаних з кількісним аналізом радіаційного ризику. Подібні труднощі зустрічаються при оцінці ризиків, пов'язаних з поводженням та використанням хімічних забруднювачів. Відповідні аналізи все ще перебувають у зародковому стані. Ви можете зорієнтуватися на радіаційний ризик і займатиметесь токсикологічними дослідженнями в найближчі роки та десятиліття.
Книга орієнтована насамперед на біологів, біохіміків та випускників курсів природничих наук. Однак ми вважаємо, що він може виявитися корисним для біологічно зацікавленого фізика та хіміка. Майбутнє хімії за біологією. Тому можна припустити, що координатори, про які йдеться в цій книзі, також відіграватимуть певну роль у навчанні хімії в майбутньому.
Розділи 1-3 та 8.1-8.3 спочатку були написані Г. Адамом, розділи 4-6, 8.4, 8.5 та 9 - П. Лугером, а розділи 10 і 11 - Г. Старком. Після смерті моїх двох колег П. Люгера (1990) та Г. Адама (1996) я переглянув усі розділи, що призвело до численних доповнень до цього 4-го видання. Я намагався якомога довше зберегти оригінальну дикцію своїх шановних колег.
Основні зміни стосуються нового розділу, присвяченого елементам статистичної термодинаміки в главі 1, який, я сподіваюся, прояснить динамічний характер терміна рівновага та загальне значення принципу розподілу енергії Больц-Манна. Електрохімія (глава 6) була розширена та адаптована до нових міжнародних стандартів. Глава 8 містить новий розділ про основи гель-електрофорезу. Глава 9 була доповнена розділом про структуру каналів у біологічних мембранах. Загалом близько 50 нових рисунків і таблиць повинні ілюструвати велику кількість менших змін.
Дякую своїм колегам Х.-Ж. Апелл, Д. Брдічка, К. Дідеріхс, Х.-В. Хо-фер, П. Кронек та В. Велте за корисні підказки. Особливо це стосується Ганса-Йргена Апелла, який виправив значну частину тексту. Йоганнес Апелл розробив текст від імені готової камери видавництва Springer. Я хотів би подякувати пані І. Лаш-Петерсманн та пані С. Вольф (Springer-Verlag) за безперебійну співпрацю.
Констанс, грудень 2002 р. Гнтер Старк
1 Основи термодинамічного опису макроскопічних систем. 1
1.1 Основні термодинамічні терміни. 1 1.1.1 Термодинамічні системи, змінні стану.