Э.С.Бауэрді термодинамикаылы концепциясын тсіндірііз.

Тірі жйелер алыпты жадайда термодинамикалы тепе- тедікке арама- арсы жмыс жасайды. Ол дегеніміз – 1-ші тірі жйе оршап тран ортамен затымен де алмаспайды. Осы термоиднамикалы тепе – тедікке сырттан ешкандай кмек алмайды. Осы жадайда бл жйені бос уаты, жмыс жасайтын абілеті 0 ге те болады. Энторпиясы максимум , градиенті болмайды, траты стационарлы кйде тірі жануар сырттан dF алу керек . Мысалы керосинкалы шырак ол жадайда затпен алмасады.

23 Люминесценция жне оны трлеріне ысаша сипаттама берііз

Люминесценция (лат. lumen — жары, escent — лсіз) — табиатта кездесетін кейбір заттарды сырты факторлар себебінен суле шыару былысы. ысымы азайан заттардан электр тоы ткенде немесе кейбір заттара электронды суле тскенде оларды суле шыару былысы катодолюминесценция деп аталады. Бларды біріншісі "кндізгі жары" шамдарында пайдаланылса, екіншісі теледидар экранында бейнесигналды жары сигналына згерту шін пайдаланылады.^[1]

Электролюминесценцияны газдардаы разряд кезінде баылауа болады. Хемилюминесценция заттарда кейбір химиялы реакцияларды жру барысында, мысалы, тотыу процесі кезінде байалады. Оны жарытылыы тжірибе жргізіліп отырантемпературадаы жылулы жары шыаруды жарытылыынан бірнеше ондаан есе кп болуы ммкін.

Фотолюминесценция крінетін немесе ультраклгін электромагниттік сулеленуді серінен байалады. Оны зерттей отырып, 1852 жылы Д. Стокс люминесценциялы сулеленуді толын зындыы рашан оны тудыран жары толыныны зындыынан арты болатынын таайындады. Бл Стокс ережесі деп аталады, оны энергияны саталу заы мен квантты теория трысынан оай тсіндіруге болады. Тскен жары квантыны энергиясы фотолюминесценциямен оса баса да оптикалы емес процестерге (мысалы, ортаны ыздыруа) жмсалады:

h =Е + h

Бдан h>h_люм немесе <_люм, яни Стокс ережесі шыады. Кейбір жадайда Стокс ережесі бзылып, фотолюминесценттік жарыты толын зындыы оны тудыран жарыты толын зындыынан аз болады. Мны антикстік сулелену дейді. Бл сулелену кезінде оздырушы сулелену квантыны h энергиясына люминесценцияланатын зат атомдарыны жылулыозалыс энергиясы осылады _люм> болады.

Табиатта люминесценцияны кейбір жндіктерді тнде жарырауы, шіріген ааштарды, минералдарды жары шыаруы, солтстік шыла (полюстік шыла) былыстарында баылауа болады.

Зат крамыны люминесценттік анализін жасау тсілі люминесценция былысына негізделген. Бл — длдігі те жоары тсіл. Люминесценцияны спектрлік сызытарыны интенсивтігі бойынша зерттеліп отыран 1 г затты рамындаы 10¹¹ г оспаны айыруа болады.

Химиялы люминесценттік сапалы зерделеу тсілі арылы оспаны рамындаы заттарды анытайды.

Люминесценттік жарырау сипаты бірдей болып крінетін нрселерді бір-бірінен айырып алуа ммкіндік береді. Бл — іріктеу люминисценттік анализ тсілі. Осы тсілмен медицинада ауруды диагнозын ояды. Ал ауыл шаруашылыында тымны сапасын зерттейді, сол сияты мнайды рамын анытап, алмаздарды іріктейді.^[2]

 

 

24 Фотофизикалы жне фотобиологиялы реакциялара мысалдар келтірііз састытары мен айырмашылытары неде?

Жарыты затпен серлесуі нтижесінде жретін процестерді барлыын фотофизикалы процестер деп атайды. Мысалы: фотоозу, жары шыару, фотодиссоциация, фотоионизация, озу энергиясын донордан акцептора беру, сну жне т.б. Фотобиологиялы реакциялар – жары серінен биожйелерде пайда болатын реакциялар. Фотобиологиялы процестер Жары квантын жту арылы, Фотосинтез Фоторецеп- торлы реакциялар, Жары квантын шыару арылы, Биолюмине- сценция,Хемилюми- несценция жреді. Фотобиологиялы реакциялар бірнеше кезедермен жзеге асады. Фотобиологиялы реакцияларды кпшілігі биомолекулаларды жары квантын жтудан басталып, андай да бір биологиялы сермен (эффект) аяталады.

 

25 Жары дегеніміз не? Жарыты биологиялы серін тсіндіріп берііз

Жары – уатты бір трі. Осыны арасында тірі жаратылыстарды барлыы, оны ішінде адам баласы да айналасындаы лемді кре алады. Жарыты зі кзге крінбейді,алайда зі баса заттарды барлыына круіне себепші болады. Ол тзу сызы бойымен озалады, жолында млдір емес зат кездессе, сол затты клекесі пайда болады. Клеке дегеніміз- жары кзіне арама-арсы жата пайда болатын араы айма.

1. тар маынада – крінетін суле, яни жиілігі 7,5 •1014 – 4,0 • 1014Гц аралыындаы адам кзі абылдайтын электрмагниттік толын;

2. ке маынасында — абылданатын сулемен бірге спектрді ультраклгін жне инфраызыл аймаындаы сулелерді де амтитын оптикалы сулені синоним

Жарыты биологиялы сері

 

Фотобиологиялы процесстерге биологиялы маызды осылымдарды жарыты жтуынан басталатын жне физиологиялы реакциямен аяталатын процесстер жатады.
Жарытын серінен озан молекуланы реакциялы абілеттігіне біратар факторлар серлерін тигізеді. Реакцияа тсу абілеті озан электронны энергетикалы дегейіні алпына туелді. Бл дегей энергетикалы тосауылдан туді амтамасыз етеді. Фотосинтез – жоары сатыдаы жасыл сімдіктерді, балдырларды, фотосинтездеуші хлорофилл жне баса дафотосинтездік пигменттер арылы кн сулесі энергиясын сііруі нтижесінде арапайым осылыстардан (кмірышыл газы, су) здеріні жне баса организмдерді тіршілігіне ажетті крделі органикалы заттар тзуі. Фотосинтез нтижесінде жер жзіндегі сімдіктер жыл сайын 100 млрд т-дан астам органикалы заттар тзеді (мны жартысынан кбін теіз, мхит сімдіктері тзеді) жне блкезде олар 200 млрд-тай СО2 сііреді, оттегін бледі.
Фотосинтезді алаш зерттеушілер Швейцария алымдары Ж.Сенебье, Н.Соссюр жне неміс химигі Ю.Майер болды. Біра тек ана фотосинтез кезінде жары сулелерді энергиясы німдерді (глюкоза) химиялы байланыстарыны энергиясы трінде жинаталады, йткені бастапы заттармен (СО2 жне Н2О) салыстыранда оларды еркін энергиясыны оры молдау болады.
Барлы белгілі фотобиологиялы процесстер екі топа блінеді: негативті (деструктивтік) жне позитивтік (реттеуші) фотобиологиялы процесстер.
Негативті фотобиологиялы процесстерді азадаы екі трі болады: фототоксикалы жне фотоаллергиялы.
Фототоксикалы эффекттерге аллергиялы реакциялармен атар жрмейтін, теріні не кзді заымданулары жатады.
Позитивті фотобиологиялы эффекттерге кру абілеті, фотопериодизм (тулік жне жыл ішіндегі тіршілік циклдерін жары-араы фазаларыны ауысуы арылы реттеу). Адам мен сторекті жануарларда фотопериодизмні рецептор кздері бар, кейбір старда - гипоталамус, балытарда - эпифиз, жндіктерде - ми.
Позитивті фотобиологиялы процесстерді азадаы болатын трлері:
Позитивті фотобиологиялы эффекттерге кру абілеті жатады.
Фотопериодизм – (тулік жне жыл ішіндегі тіршілік циклдерін жары-араы фазаларыны ауысуы арылы реттеу). Адам мен сторекті жануарларда фотопериодизмні рецептор кздері бар, кейбір старда - гипоталамус, балытарда - эпифиз, жндіктерде - ми.
Таы бір позитивті механизм – ультраклгін серінен провитаминдерден Д витаминні рылуы.
Меланоциттер (меланоциты); (melanocyte, грек, melanos — ара, kytos - жасуша) — тері эпидермисіні негіздік (базальды) абатында орналасан сінділі торшалар. Меланоциттер бояыш зат — меланин пигментін бліп шыарады. Ол адам терісінде ораныш абатын тзеді.
р трлі толынды жары сулелеріні сер ету сипаттамалары ерекше. Адама кбінесе жары аймаыны лкен жиынтыы з серін тигізеді

26.фотобиологиялы-физиологиялы жне деструктивті-модификациялаушы фотобиологиялы реакциялара анытама беріп, мысал келтірііз:Фотобиологиялы процесстерге биологиялы маызды осылымдарды жарыты жтуынан басталатын жне физиологиялы реакциямен аяталатын процесстер жатады.

Крделігі р трлі биологиялы жйелерге жарыты серіні механизмдері мен задылытары зерттейтін биология ылымыны саласын квантты биофизика немесе фотобиология деп атайды

Фотобиология дегеніміз — р трлі биологиялы жйелерге жарыты серін зерттейтін ылым. Бгінде ол бірнеше салалара блінеді: фотосинтез, фотоморфогенез, фотопериодизм, кру абілеті жне т.б.

Боялан затты абатынан тетін жарыты бір блігі шаылысады, бір блігі жтылады жне бір блігі зат абатынан теді. Жтатын ерітіндіден ткен тсірілген жары аыныны арындылыы тмендегідей ажыратылады:

I₀= I_p+ I_n+ I_t+ I_от

мнда, I_p – шашыраы жары (дисперсті жйелер кезінде);

I_n – боялан затты жтан жары аыны;

I_t – зат абатынан ткен жары аыны;

I_от – шаылысан жары.

ртрлі ерітінділерді жарыты жтуын салыстырмалы лшегенде бірдей кюветаны олданады, оны жары аыныны шаылысан білігіне арындылыы траты жне тмен, ерітіндіні зімен жмыс жасаанда шашырауды салдарынан жарыты жоалтуы аса байалмайды. Жары арындылыыны тмендеуі боялан затты I_n– жары энергиясын жтуынан (абсорбция) жреді.

Жарыты жтуы зерттелетін объекттен ткен жары аыныны лсіреуімен байалады. Зат концентрациясы (с, моль×л^-1), ерітіндіні алыдыы (1 см), затты жту абілеті жоарылаан сайын жары аыны лсірейді. Монохроматты жарытаы бл задылы Бугер-Ламберт-Бер заымен аныталады:

D = lg = e × c × l

мнда, D –лгіні оптикалы тыыздыы, I₀ – жне I –тсірілген жне ткен жары арындылыы, e –жтуды молярлы коэффициенті (л × моль^-1 × см^-1). Егер онды логарифмді натурал сана згертіп жне 1 см³ аудандаы молекула санымен рнектесек, онда e орнына жтуды клдене кескіні s (см²) олданылады, оны e-мен байланысы: s = 3,8×10^-21 e. Физикалы мнінде s — молекуланы тиімді кескіні, ол жерде берілген толын зындыыны фотоны жтылады.

· Функциональды – физиологиялы реакциялар – табии функциялар орындалу шін ажет німдер тек жары арылы пайда болан реакциялар.Олэнегетикалы, биосинтетикалы жне информациялы болып блінеді. Энегетикалы процесстерге фотосинтез, жылу, фотофорилдеу жатады.

· Фотосинтез дегеніміз кн энергиясы серінен сімдіктерді органикалы заттар тзуі. Энергетикалы процестер фотоситезді жары фазасында жреді. Жары кванты хлоропласта орналасан хлорофилл пигменті арылы абылданады. Жары кванты мен хлорофилдер рекеттескенде, электрондар пайда болады.Ал биосинтетикалы процесстерге хлорофилл мен Д витаминіні синтезі жатады.Витамин Д-ні синтезделуі шін организмде провитамин Д болуы керек. Кн энергиясы арылы провитамин Д витамин Д-а айналады.Хлорофилл синтезі де солай, синтез жру шін клеткада профлорофилл болуы шарт.Информациялы процесс кезінде суле маманданан фотонімдер арылы тіп тигерленеді.Соны нтежиесінде организм оршаан орта тулалы ажетті апаратты алады.Ондай реакциялара жататындар: кру абілеті, фототропизм, фототаксис, морфогенез, фотопериодизм. Фототропизм – сімдік жапыратарыны немесе баса бліктеріні кн сулесіне арай брылып суі.Фототаксис– организмдерді кн сулесіне арай озалуы.Фотопериодизм жарыты маусымды немесе жылды ыратылыы. Осыан байланысты жануарлар тлеп немесе ысы йы уаыты келгенін біледі, немесе т.б.

 

· Деструктивті-модификациялы фотобиологиялы реакцияларда жары биосубстратты дайын молекулаларды бзып, рі арай алыпты емес химиялы згерістерді тудырады.Соы биологиялы эффект бастапы молекулаларды бзылуымен байланысты болуы ммкін, сонымен атар пайда болан фотохимиялы німдермен де байланысты болуы ммкін.Осы фотохимиялы німдер тек таксиндер емес, стимулятор немесе модификатор бола береді.Сондытан осындай серлерді негізгі нтежиесі заым немесе лім боланымен, тірлік процесстерді тіпті стимулияция немесе модификация болуы ммкін. Бл фотобиологиялы реакцияларды кбіне ултраклгін жары тудырады. Деструктивті-модификациялы фотобиологиялы реакциялар 3-ке блінеді:летальды, мутациялы жне патофизиологиялы реакциялар.

· Летальды реакциялар негізінен ултраклгін суле серінен организмді лімге келетін реакциялар. Организмні луі кбіне ДН молекуларыны фотохимиялы заымдануынан басталады. Кей бактериялар летальды реакциялар кезінде лмей, тек кбею абілетінен айырылуы ммкін.Бл реакцияа мысал ретінде теріні атерлі ісігіін айтуа болады. Ол суле серінін тері клеткаларында пайда болады, жне бірнеше жылдардан кейінде зіні кері серін тудырады.Мутациялы реакциялар табиаты жаынан летальды реакциялара жаын болып келеді. Ултраклгін суле серінен организмні мутант формалары пайда болады.Патофизиологиялы реакциялар организмдегі метобализмні жне клетканы алыпты жадайыны уаытша бзылуын тудырады. Бл реакция сері сулені организмдегі липид, кмірсу, нуклеин ышылдарында жтылуымен басталады.Патофизиологиялы реакциялара теріні эритема, эдема, фотоаллергия, карцерогенез аурулары жатады.

· Функциональды – физиологиялы процесстер – табии функциялар орындалу шін ажет німдер тек жары арылы пайда болан реакциялар.Ол энегетикалы, биосинтетикалы жне информациялы болып блінеді. Функциональды – физиологиялы процесстерге фотосинтез, витамин Д синтезі, фототаксис, фототропизм, периодизм жне т.б. жатады.

27.фотобиологиялы реакцияларды негізгі кезедерін сипаттаыз:

Фотобиологиялы процесстерге биологиялы маызды осылымдарды жарыты жтуынан басталатын жне физиологиялы реакциямен аяталатын процесстер жатады.

Барлы фотобиологиялы процесстерде жарыты энергиясы химиялы трлендірулерді активациялы тосауылдарынан ту шін олданылады. Жарытын серінен озан молекуланы реакциялы абілеттігіне біратар факторлар серлерін тигізеді. Реакцияа тсу абілеті озан электронны энергетикалы дегейіні алпына туелді.Бл дегей энергетикалы тосауылдан туді амтамасыз етеді. (1 сурет ).

Фотобиологиялы процесстердегі айналымдарды тізбегі: хромофорлы топпен жарыты жту жне электрозан алыптарды пайда болуы– электронды озуды энергиясыны миграциясы® бірінші фотофизикалы акт жне бірінші фотонімдерді рылуы – аралы кезедер ® бірінші траты химиялы німдерді рылуы ® физиологиялы-биохимиялы процесстер ® аыры фотобиологиялы нім.

Барлы белгілі фотобиологиялы процесстер екі топа блінеді: негативті (деструктивтік) жне позитивтік (реттеуші) фотобиологиялы процесстер.

Негативті фотобиологиялы процесстерді азадаы екі трі болады: фототоксикалы жне фотоаллергиялы.

Фототоксикалы эффекттерге аллергиялы реакциялармен атар жрмейтін, теріні не кзді заымданулары жатады. Оларды клиникасынка эритема, эдема, пигментация, кз жанарыны блдырауы жне т.б.жатады.