Cтраница 1
Обмен углерода С11 и С13 между карбоксилом ацетата или бутирата натрия и уксусным ангидридом идет легко: он достигает 55 % за 20 мин. [1]
Средняя продолжительность общего цикла обмена углерода, азота и воды, вовлеченных в биологический круговорот - 300 - 400 лет. [2]
В мертвых растительных и животных остатках прекращается обмен углерода с атмосферным С02 и в них распадающийся С1 не пополняется. Поэтому их радиоактивность должна уменьшаться с возрастом по закону, выражаемому уравнением ( 34) на стр. ИЗ Исследование дерева археологических источников, возраст которых приблизительно известен из исторических данных ( остатки гробниц, деревянных частей строений и др., датирующие 2000 - 4000 лет), а также тысячелетних деревьев, возраст которых был определен по числу годовых колец, дало хорошее совпадение вычисленного указанным способом возраста с действительным. Этот способ определения возраста материалов органического происхождения по радиоактивности содержащегося в них углерода может быть применен для периодов до 20 000 - 40 000 лет. [3]
В мертвых растительных и животных остатках прекращается обмен углерода с атмосферным СО2 и в них распадающийся С14 не пополняется. Поэтому их радиоактивность должна уменьшаться с возрастом по приведенному выше уравнению. Исследование деревьев археологических источников, возраст которых приблизительно известен из исторических данных, а также деревьев, возраст которых был определен по числу годовых колец, дало хорошее совпадение вычисленного указанным способом возраста с действительным. [4]
Столь же интересна и средняя продолжительность общего цикла обмена углерода, азота и воды, вовлеченных в биологический круговорот. Для суши в целом этот цикл укладывается в период продолжительностью от 300 до 1000 лет. Примерно с такой средней скоростью происходит освобождение минеральных соединений, связанных в биомассе, а также освобождение и минерализация веществ гумуса почвы. [5]
Примером реакции изотопного обмена между твердой и газообразной фазами может служить обмен углерода между древесным углем и двуокисью углерода, содержащей меченый атом С14, при реакции образования окиси углерода. Тур-кевич и Боннер [ Т18 ] нашли, что при 500 С заметного обмена не происходило и удельная активность окиси углерода была равна половине удельной активности двуокиси углерода. [6]
Кроме того, некоторые фткторы, такие, как хемадсорбция с образованием СО и ( СО) ( адсорбированного) с последующей десорбцией СО и обмен углерода, действуют в одинаковом направлении при снижении активности вследствие образования неактивных молекул окиси углерода. Что касается обратных реакций, могущих, как мы знаем, вызывать одинаковый эффзкт торможения, то они вообще не учитываются. Очевидно, полную картину можно получить только на основе одновременных измерений веса и анализа состава твердой фазы и газообразных продуктов, что составляет нелегкую задачу. [7]
Вторая гипотеза состоит в том, что в момент смерти обмен углерода между организмом и окружающей средой сразу прекращается, начинает тикать ядерный хронометр. Между тем, обмен углерода лишь замедляется и приобретает новые формы. Кроме того, историков интересует момент постройки гробницы фараона, а не момент, когда было срублено дерево, использованное при постройке гробницы. [8]
Получение радиоактивного углерода представляет особый интерес, так как с его помощью можно исследовать реакции, протекающие между органическими веществами, и проводить исследования в области биологического обмена углерода. [9]
В процессе хемосорбции двуокись углерода с углеродом топлива на поверхности угля образует шестичленный циклический кислородо-углеродный первичный комплекс - это первая стадия процесса. Затем первичный комплекс распадается с образованием радиоактивной окиси углерода и неактивного вторичного кислородо-углеродного комплекса. Возможна сопряженная реакция обмена углерода. В этом случае первичный комплекс распадается с образованием элементарного радиоактивного углерода и неактивного вторичного кислородо-углеродного комплекса. [10]
Если бы обмен происходил, то использование этого метода не имело бы под собой почвы. По характеру расположения внутри структуры кальцита углеродной молекулы делается вывод, что обмен углерода без кислорода невозможен. Фогель и Эххальт [236] по этому поводу подчеркивали, что если такой обмен имеет место, то отношение 14С / 12С в воде будет значительно уменьшаться. Однако эти авторы считают, что процесс ухода 14С из воды должен быть крайне мал. Это положение они подкрепляют тезисом о том, что тонкий слой породы, непосредственно находящийся в контакте с водой, безусловно, участвует в изотопном обмене, но одновременно создает предохранительный слой, препятствующий дальнейшему уходу 14С из воды. [11]
Важно подчеркнуть, что, хотя известные нам обходные пути приводят в физиологическом смысле к обращению прямых гликолитических реакций, в химическом отношении это, конечно, совершенно разные реакции. При этом существование, например, фруктозодифосфатазы и фосфофруктокиназы в одном и том же компартменте клетки создает здесь потенциальную возможность короткого замыкания как в обмене углеродсодер-жащих соединений, так и в энергетическом обмене: одновременное функционирование обоих ферментов приводило бы к бесполезной циркуляции углерода с затратой АТФ. Очевидно, что в тканях, осуществляющих глюконеогенез, регуляция активности этих двух ферментов должна быть тесно интегрирована. Совершенно аналогичная проблема замыкания возникает всегда и везде, если два противоположно направленных пути реакций оказываются в одной клетке. Взаимопревращения глюкоза - глюкозо-6 - фосфат и фосфоенолпируват - - пируват - вот еще два примера той же проблемы замыкания обмена углерода и энергии в таких тканях, как печень и почка. Все подобные проблемы разрешаются в принципе одинаково: внутриклеточные условия, благоприятствующие катализу в катаболиче-ском направлении, весьма неблагоприятны для катализа в анаболическом направлении, и наоборот. [12]
В первой части настоящей работы были рассмотрены новые возможности и приемы изучения фотосинтеза, основанные на измерении количества углерода, поступившего в лист растения и вошедшего в состав его органических веществ. Этот путь, как известно, в течение многих лет использовался для определения количества поглощенной листом углекислоты из струи проходящего над ним воздуха или из воздуха замкнутой листовой камеры. В большинстве широко распространенных методов этого рода, детально описанных вуне-сколышх сводных работах ( Ничипорович, 1940; Бриллиант, 1950; Set-lik, 1954, и др.), интенсивность фотосинтеза устанавливается по разности количеств углекислоты в воздухе контрольной и листовой камер, что, конечно, связано с рядом погрешностей. Многие из перечисленных методов ( например все методы, основанные на титровании растворов, поглощающих углекислоту) в целях более точного определения количества ССЬ, усвоенной при фотосинтезе, связаны с необходимостью продолжительной экспозиции листа в камере, что устраняет возможность изучать динамику процесса в течение коротких интервалов времени. Применение радиоактивного углерода С14 в качестве средства для определения вызываемого фотосинтезом изменения концентрации и количества углекислоты в окружающей лист атмосфере позволяет устранить приведенные выше затруднения и открывает некоторые новые перспективы для исследования обмена углерода между растением и окружающей средой. [13]
Установлено, что около 1800 г. атмосферное содержание 6 14С было около 0 % о. Как известно, формирование изотопов 10Ве и 14С в атмосфере под воздействием космических лучей определяется энергетическим спектром первичных частиц. Следовательно, изменение активности космических лучей из-за солнечной и геомагнитной составляющих служит причиной колебаний скорости формирования радиоактивных изотопов в верхних слоях атмосферы. Если же изменения концентрации 10Ве обусловлены климатическими изменениями, то обе кривые не будут параллельны. Напротив, современный 14С, содержавшийся в молекулах С02, сначала растворяется в атмосферном углекислом газе и лишь со временем поступает в океан и в атмосферу. Следовательно, атмосферная концентрация 14С в существенной мере отражает высокочастотные колебания скорости его формирования. Таким образом, для 14С колебаний глобальный обмен углерода действует как медленный фильтр. К сожалению, 10Ве сигнал в это время был почти полностью замаскирован климатическими эффектами. Однако имеются датировки по ленточным глинам, подтверждающие повышенную концентрацию 14С в атмосфере в конце позднего плейстоцена. [14]