Четвертичная структура белка

Если белки состоят из двух и более полипептидных цепей, связанных между собой нековалентными (не пептидными и не дисульфидными) связями, то говорят, что они обладают четвертичной структурой. Такие агрегаты стабилизируются водородными связями и электростатическими взаимодействиями, между остатками, находящимися на поверхности полипептидных цепей. Подобные белки называют олигомерами, а составляющие их индивидуальные полипептидные цепи – протомерами, мономерами или субъединицами.
Многие олигомерные белки содержат два или четыре протомера и называются димерами или тетрамерами соответственно. Довольно часто встречаются олигомеры, содержащие более четырех протомеров, особенно среди регуляторных белков (транскарбамоилаза). Олигомерные белки играют особую роль во внутриклеточной регуляции: их протомеры могут слегка менять взаимную ориентацию, что приводит к изменению свойств олигомера. Наиболее изученный пример – гемоглобин.

Функции белков

Каталитическая функция. Эта функция белков определяет скорость химических реакций в биологических системах.

Транспортная функция. Дыхательная функция крови, в частности перенос кислорода, осуществляется молекулами гемоглобина – белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови.

Защитная функция. Основную функцию защиты в организме выполняет иммунная система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков-антител в ответ на поступление в организм бактерий, токсинов, вирусов или чужеродных белков

 

16. понятие об экозащитной технике и технологиях

Основные направления инженерной защиты окружающей среды от загрязнения и других видов антропогенных воздействий – внедрение ресурсосберегающей малоотходной технологии, биотехнология, утилизация и детоксикация отходов и главное – экологизация всего производства, при котором обеспечивалось бы включение всех видов взаимодействия с окружающей средой в естественные циклы круговорота веществ.

Эти принципиальные направления основаны на цикличности материальных ресурсов и заимствованы у природы, где, как известно, действуют замкнутые циклические процессы. Технологические процессы, в которых в полной мере учитываются все взаимодействия с окружающей средой и приняты меры к предотвращению отрицательных последствий, называют экологизированными.

Создание самых совершенных очистных сооружений не решает проблему, так как это борьба со следствием, а не с причиной. Основная причина загрязнения биосферы – это ресурсоемкие и загрязняющие технологии переработки и использования сырья. Именно эти традиционные технологии приводят к огромному накоплению отходов, необходимости очистки сточных вод и утилизации твердых отходов.

Принципиально новый подход к развитию всего производства – создание малоотходной (безотходной) технологии.

Под малоотходной (безотходной) технологией понимают такой способ производства, который обеспечивает максимально полное использование перерабатываемого сырья и образующихся при этом отходов. Более точным следует считать термин «малоотходная технология», так как в принципе «безотходная технология» невозможна, ибо любая технологическая деятельность человека не может не производить отходы, хотя бы в виде энергии. Достижение полной безотходности нереально, поскольку противоречит второму началу термодинамики, поэтому термин «безотходная технология» условен.

В комплекс мероприятий по сокращению до минимума количества вредных отходов и уменьшению их воздействия на окружающую природную среду входят:

разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на основе очистки сточных вод;

разработка систем переработки отходов производства во вторичные материальные ресурсы;

создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования;

создание принципиально новых производственных процессов, позволяющих исключить или сократить технологические стадии, на которых происходит образование отходов.

Начальным этапом этих комплексных мероприятий является внедрение оборотных, вплоть до полностью замкнутых, систем водопользования.

Оборотное водоснабжение – это техническая система, при которой предусмотрено многократное использование в производстве отработанных вод (после их очистки и обработки) при очень ограниченном их сбросе (до 3 %) в водоемы.

Замкнутый цикл водопользования – это система промышленного водоснабжения и водоотведения, в которой многократное использование воды в одном и том же производственном процессе осуществляется без сброса сточных и других вод в природные водоемы.

17. Совместное действие эколгических факторов. Лимитирующие факторы

экологические факторы обычно действуют не поодиночке, а целым комплексом. Действие одного какого-либо фактора зависит от уровня других. Сочетание с разными факторами оказывает заметное влияние на проявление оптимума в свойствах организма и на пределах их существования. Действие одного фактора не заменяется действием другого. Однако при комплексном воздействии среды часто можно видеть «эффект замещения», который проявляется в сходстве результатов воздействия разных факторов. Так, свет не может быть заменен избытком тепла или обилием углекислого газа, но, действуя изменениями температуры, можно приостановить фотосинтезирование растений или активность у животных и тем самым создать эффект диапаузы, как при коротком дне, а удлинив активный период, создать эффект длинного дня. И в то же время это не замещение одного фактора другим, а проявление количественных показателей экологических факторов. Это явление широко используется в практике растениеводства и зоотехнии.

В комплексном действии среды факторы по своему воздействию неравноценны для организмов. Их можно подразделить на ведущие (главные) и фоновые (сопутствующие, второстепенные). Ведущие факторы различны для разных организмов, если даже они живут в одном месте. В роли ведущего фактора на разных этапах жизни организма могут выступать то одни, то другие элементы среды. Например, в жизни многих культурных растений, таких, как злаки, в период прорастания ведущим фактором является температура, в период колошения и цветения — почвенная влага, в период созревания — количество питательных веществ и влажность воздуха. Роль ведущего фактора в разное время года может меняться. Так, в пробуждении активности у птиц (синицы, воробьи) в конце зимы ведущим фактором является свет, и в частности длина дня, то летом его действие становится равнозначным температурному фактору.

Ведущий фактор может быть неодинаков у одних и тех же видов, живущих в разных физико-географических условиях. Например, активность комаров, мошек, мокрецов в теплых районах определяется комплексом светового режима, тогда как на севере — изменениями температуры.

Понятие о ведущих факторах нельзя смешивать с понятием об ограничивающих факторах. Фактор, уровень которого в качественном или количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к пределам выносливости данного организма, называется ограничивающим, или лимитирующим. Ограничивающее действие фактора будет проявляться и в том случае, когда другие факторы среды благоприятны или даже оптимальны. В роли ограничивающего фактора могут выступать как ведущие, так и фоновые экологические факторы.

Понятие о лимитирующих фактоpax было введено в 1840 г. химиком Ю. Либихом. Изучая влияние на рост растений содержания различных химических элементов в почве, он сформулировал принцип: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени». Этот принцип известен под названием правила, или закона минимума, Либиха. В качестве наглядной иллюстрации закона минимума Либиха часто изображают бочку, у которой образующие боковую поверхность доски имеют разную высоту (рис. 3.3).

Длина самой короткой доски определяет уровень, до которого можно наполнить бочку водой. Следовательно, длина этой доски — лимитирующий фактор для количества воды, которую можно налить в бочку. Длина других досок уже не имеет значения.

Поясним закон минимума Либиха на конкретных примерах. В почве содержатся все элементы минерального питания, необходимые для данного вида растений, кроме одного из них, например бора или цинка. Рост растений на такой почве будет сильно угнетен или вообще невозможен. Если мы теперь добавим в почву нужное количество бора (цинка), это приведет к увеличению урожая. Но если мы будем вносить любые другие химические соединения (например, азот, фосфор, калий) и даже добьемся того, что все они будут содержаться в оптимальных количествах, а бор (цинк) будет отсутствовать, это не даст никакого эффекта. Точно так же, если кислотность (рН) почвы отклоняется от оптимума, например для озимой ржи, то никакие агротехнические мероприятия, кроме снижающего кислотность известкования, не помогут существенно увеличить урожайность этой культуры на данном поле. Закон минимума Либиха относится ко всем влияющим на организм абиотическим и биотическим факторам. Это может быть, например, конкуренция со стороны другого вида, присутствие хищника и паразита. Сформулированный закон применим как к растениям, так и животным.

Если хотя бы один из экологических факторов выходит за пределы выносливости данного организма, то существование организма становится невзможным, как бы ни были благоприятны другие экологические факторы. Экологический фактор, уровень которого в качественном или количественном отношении оказывается близким к пределам выносливости данного организма - ограничивающим (лимитирующим) фактором.

Закон минимума дополняется 2 вспомогательными принципами (Одум, 1986г):

Ограничительный принцип - закон справедлив только в условиях стационарного состояния, когда приток и отток веществ и энергии сбалансирован.

Предположим, что лимитирующий фактор для функционирования озерной экосистемы явяляется концентрация CO2, а другие экологические факторы (свет, температура, концентрация биогенных элементов и др) содержатся в достаточном количестве и не являются лимитирующими. Продуктивность этой экосистемы находится в динамическом равновесии с количеством CO2, поступающим от разложения органических веществ. Если во время бури в воде растворится дополнительное количество CO2, то продуктивность изменится и перестанет зависеть от CO2, а начнет зависеть от других факторов. Пока стационарного состояния нет, объем поступления CO2 изменяется и эффект минимума отсутствует. Кроме того, в нестационарном состоянии изменяются и другие экологические факторы. По окончании бури и наступлении стационарных условий продуктивность системы будет изменяться в результате расходования разных компонентов до тех пор, пока один из них (возможно, опять СО2) не станет лимитирующим. Тогда продуктивность этой экосистемы снова управляется законом минимума.

Принцип необходимости учета взаимодействия различных факторов.

Фактор, лимитирующий жизнедеятельность данного организма в одних условиях, может не являться таковым в других условиях.

Например, скорость потребления элемента питания, содержащегося в минимальном количестве, может изменяться под действием другого экологического фактора. Кроме того, организм иногда способен хотя бы частично заменить дефицитный элемент питания другим, химически близким. Лимитирующим может быть любой экологический фактор, но наиболее часто ими оказываются: в наземной среде - свет, температура, вода (осадки), в водной среде - свет, температура, соленость. Из других лимитирующих факторов можно отметить атмосферные газы (О2 и СО2), для животных - пищу, для растений - наличие биогенных элементов в почве или воде.

Лимитирующие факторы обычно обуславливают границы распространения видов и их ареалы, а также продуктивность организмов и сообществ. В настоящее время важным лимитирующим фактором является загрязнение окружающей среды, которое приводит к нежелательному изменению физических, химических и биологических элементов среды и оказывает неблагоприятное воздействие на человека и экосистему. Закон лимитирующего фактора лежит в основе теоретического обоснования величины предельно допустимых концентраций загрязнителей (ПДК).

Лимитирующим фактором может быть не только недостаток, на что указывал Либих, но и избыток таких факторов, как, например, тепло, свет и вода. Как уже было отмечено ранее, организмы характеризуются экологическим минимумом и экологическим максимумом. Диапазоны между этими двумя величинами принято называть пределами устойчивости, выносливости или толерантности. Представление о лимитирующем влиянии максимума наравне с минимумом ввел В. Шелфорд (1913), сформулировавший закон толерантности. После 1910 г. по «экологии толерантности» были проведены многочисленные исследования, благодаря которым стали известны пределы существования для многих растений и животных. Таким примером по Г.В. Стадницкому, А.И. Родионову (1966) является влияние загрязняющего атмосферный воздух вещества на организм человека

 

20. система платежей за загрязнение природной среды в России

Плата за загрязнение окружающей природной среды (эмиссионные платежи)выполняет три функции:

• компенсационную

• стимулирующую: платежи – это один из основных экономических стимулов, заставляющих природопользователей, деятельность которых связана с «–» воздействиями на природу, самих принимать меры по уменьшению отрицательного воздействия

• экологическую.

В России система платежей за загрязнение окружающей среды была повсеместно введена в 1991 г., при этом вначале была установлена вненалоговая форма взимания платы, основная часть (90%) которой до 2001 г. поступала в государственные внебюджетные экологические фонды.

В настоящее время плата за загрязнение взимается за:

• выброс в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников;

• сброс в водные объекты или на рельеф местности загрязняющих веществ, в том числе осуществляемый предприятиями и организациями через системы коммунальной канализации;

• размещение отходов (твердых);

• вредные физические воздействия на окружающую среду (акустическое, тепловое, электромагнитное и др.).

В России в настоящее время при рентабельности предприятия в 25 % максимальный процент от прибыли, в пределах которого взимаются платежи за загрязнение окружающей среды, составляет 20 %, до 50 — 50 %, свыше 50 — 70 %. Полное освобождение от платы распространяется на природопользователей, деятельность которых финансируется из бюджета любого уровня, а частичное — на природопользователей, деятельность которых связана с оказанием услуг населению по линии жилищно-коммунального хозяйства. Введение такой нормы представляет собой льготу природопользователям, носит временный характер и с наступлением улучшения экономической ситуации в стране будет отменено.

Плата за нормативное загрязнение окружающей среды, как правило, определяется с учетом допустимых по действующим стандартам объемов отходов (выбросов в атмосферу, сбросов в воду, твердых отходов), а также уровней шума, радиации, теплового воздействия и т. д. Ее применение соответствует принципу «загрязнитель платит».

При расчетах учитываются региональные особенности (неодинаковые экологические и экономические условия) и при этом сумма платежей корректируется с учетом коэффициента экологической ситуации значимости состояния атмосферного воздуха, почвы, водных объектов по бассейнам крупных рек.

Особенности, связанные с, учитываются коэффициентами экологической ситуации.

Платежи за загрязнение окружающей среды на региональном и местном (локальном) уровне имеют и чисто экономическое значение. Правильно установленные платежи за загрязнение могут существенно повлиять на затраты предприятий-производителей и их конкурентоспособность. Однако в основном они пока выполняют перераспределительную функцию, так как их уровень относительно низок для непосредственного влияния на поведение природопользователей. Так, во Франции суммы от поступления платы за загрязнение окружающей среды составляют лишь 0,03 % от валового национального продукта, а в Германии — в два раза меньше: 0,015 % от ВНП.

В целом определение предельных размеров платы следует рассматривать в качестве одной из важнейших экономических мер управления природопользованием. В частности, в случае если сверхлимитные платежи оказываются по своему расчетному уровню выше размера прибыли, остающейся в распоряжении предприятия, может быть принято решение о приостановке или прекращении деятельности данного учреждения.

 

ФЗ «Об охране окружающей природной среды» предусматривается следующие виды платы за загрязнение: