Raft Master » Научная библиотека » Биоэкология » Динамические характеристики молекулярного переноса веществ


  • 5-01-2013, 05:19
  • | Views: 884


Динамические характеристики молекулярного переноса веществ

Динамические характеристики молекулярного переноса веществ

В лекции 7.3 обсуждалась кусочно-линейная модель переноса молекул путём диффузии (в неподвижной воде). Понятно, что как в организме, так и в экосистеме, в одном направлении движутся пищевые вещества, а в обратном - выделяемые наружу метаболиты организмов. Пусть через поверхность кубической высечки из водоёма в её объем поступила масса W углерода в составе СОг. В таком случае плотность потока углерода на единицу поверхности зеркала (нагрузка на поверхность) равна: dW/Sn+i. Вычислим линейную удельную скорость переноса массы W через единицу поверхности "зеркала" условного водоема:

dW/(Sn+i dt), где dW - масса, перемещённая за время dt, Sn+i - площадь поверхности входа в экосистему. Аналогичным образом рассчитывается скорость диффузионного переноса массы на других участках пути (схему ячейки смотри на рис. 7.13 в лекции 7.3).

Для каждого участка можно вычислить интенсивность переноса вещества W на единицу объема куба, Vn+i . На первом участке это: ц,i = dW/( Vn+i dt), на втором и третьем аналогично: Щг и Щз- Для всех участков может быть вычислена также линейная плотность переноса вещества (его интенсивность, удельная скорость), в расчете на единицу длины пути (здесь Lj - длина метаболического пути)* Например: (j.li = dW/Li t (и соответственно |aL2, |aL3 и |aLE).

Диффузионный перенос молекул в определенном направлении начинается с того, что непосредственно вблизи живой поверхности концентрация молекул некоторого вещества снижается и, начинается её силовое восполнение за счёт притока из окружающей среды. Необходимый энергетический импульс движению молекул дает организм; он работает как "метаболический насос".Он затрачивает свою энергию на перенос пищевых молекул сначала из толщи воды к внешней поверхности тела, затем через мембраны поверхностного слоя клеток, затем на транспорт во все точки тела. Аналогичную работу совершает организм и при выделении в окружающую среду продуктов жизнедеятельности. Чем интенсивнее потребляется пища, тем большая мощность насоса требуется.

Напомним, как сказанное выше выражается в терминах физики: мощность потока вещества равна: Р = A/t, где А - механическая работа, t - время. А = FL, где F - действующая сила и L - длина пройденного пути. В свою очередь, сила, т.е. причина перемещения массы равна: F = та, где т - масса (в нашем случае т = W) и "а" -ускорение движения, требующее соответствующего импульса жизни. Как в организме, так и в экосистеме, работа должна быть пропорциональна длине пройденного веществом пути. Напомним, что участок молекулярного пути от всех точек в геометрическом объёме (Vn+i) экосистемы ко всем точкам на внешней поверхности организма равен: L2 = Vn+i/S. Эта величина в наибольшей мере отражает работу по переносу веществ через среду обитания. От неё зависит, прежде всего, плотность потока вещества, поступающего в организм, на единицу площади его поверхности S.




  • Вернуться



  • Еще по теме


    Формирование обитаемых пространств фитосистем


    Экологический метаболизм


    Граничные поверхности, их соотношения и молекулярные транспортные расстояни ...


    Кусочно-линейная модель молекулярного пути в ограниченном экологическом про ...


    Молекулярный перенос между телом и обтекающим его потоком воды или воздуха

     

    Последние новости



    Пользовательский поиск

    Партнеры