Какими свойствами обладают буферные растворы внутри клетки

Анонимный вопрос

25 января 2018 · 2,9 K

Буферные вещества связываются с водородам в кислотах в организме человека, что способствует поддержанию оптимального кислотно-щелочного баланса организма. Это очень важно, потому что чрезмерная закисленность организма увеличивает утомляемость и уменьшает скорость обменных профессов в организме. Внутри клетки буферность обеспечивается главным образом анионами фосфорной кислоты H2PO4− и НРО42−.

Если сейчас с планеты убрать людей и приматов, то какое животное с течением времени станет разумным, как человек? И станет ли?

На этот вопрос отвечает земечательный антрополог Станислав Дробышевский в видео от ПостНауки ниже.

(сначала речь пойдет о приматах, затем будет затронута и общая картина, где будет фигурировать и ваш вопрос в том числе, но лучше прослушать полностью, потому что первое дополняет второе)

https://youtube.com/watch?v=1FeUcN_WPfE%3Fwmode%3Dopaque

Что касается его последнего комментария про “маленьких сереньких с хвостиком”, то рекомендую, чтобы составить представление, посмотреть на т.н. Пургаториуса, — нашего вероятного очень-очень дальнего предка:) См. вот эту ссылку

antropogenez.ru

Наконец, в довесок, я бы предложил посмотреть еще одно видео про увеличение мозга непосредственно у человека, т.к. Станислав хорошо разбирает все факторы, этому увеличению сопутствовавшие, что может прояснить, по аналогии, что нужно было бы другим, нечеловеческим линиям теоретически сделать, чтобы прийти к такому же.

www.youtube.com

Прочитать ещё 13 ответов

Как проходит гидролиз фосфата натрия?

Engineer – programmer ⚡⚡ Разбираюсь в компьютерах, технике, электронике, интернете и… · zen.yandex.ru/gruber

Гидролиз фосфата натрия (Na3PO4) представляет собой взаимодействие Na3PO4 с водой (H2O). Другими словами, гидролиз — это разложение вещества водой.

Протекает он в щелочной среде и гидролизуется по аниону.

Молекулярное уравнение гидролиза фосфата натрия:

Na3PO4 + H2O -> Na2HPO4 + NaOH

Прочитать ещё 1 ответ

Какие ионы определяют буферные свойства цитоплазмы?

Буферность – способность клетки поддерживать слабощелочную среду(pH)

ее содержимого на постоянном уровне, даже если в клетке повышается содержание катионов(H+) водорода или анионов гидроко-группы(OH-), срабатывает буферная система и в целом показатель pH не изменяется.

В клетке работает фосфатная буферная система, она включает анионы гидрофосфаты (HPO4)2- и дигидрофосфаты (H2PO4)-
Вне клетки работает карбонатная буферная система, она включает анионы карбонаты (CO3)2-и гидрокарбонаты (HCO3)-
Если шире посмотреть на этот вопрос, то в поддержании постоянства буферности крови, например участвуют белки крови, за счет амфотерности аминокислот и в частности белок – гемоглобин

Прочитать ещё 1 ответ

Объясните гуманитарию, что означает понятие “энтропия”?

Филолог, мечтающий стать астрофизиком

Я понимаю так (если понимаю неправильно, пусть знающие люди меня поправят), что, в общем смысле, энтропия – это степень упорядоченности какой-либо системы, мера беспорядка, хаоса. И чем выше беспорядок, тем, соответственно, выше энтропия. И наоборот. Понятие энтропии используется во многих науках, но чаще, как правило, связывается со вторым законом термодинамики, который гласит, что в изолированной системе энтропия не может уменьшаться. Если говорить совсем простыми словами, то система – это нечто организованное, то, что имеет свою структуру, а изолированной можно назвать систему, на которую не оказывается воздействие извне (хотя совсем уж независимую систему найти трудно, так как все предметы и объекты друг с другом взаимодействуют, но это детали). Так вот, оставленное на солнце яблоко со временем сгниет, человек постареет. Энтропия всегда растет. Вселенная стремится к беспорядку. И именно из-за действия энтропии, как предполагается, время не может идти назад, хотя в физике не существует точного закона, постулирующего, что время обязательно должно идти только вперед. Если время пойдет назад, то все явления и вещи начнут сами по себе магическим образом упорядочиваться: разлетевшиеся бумаги сложатся ровной стопочкой, разбитый стакан соберется в целый без единой трещины, люди начнут молодеть. Повернуть время вспять значит упорядочить систему, то есть нарушить второй закон термодинамики. Нет, разбитый стакан, конечно, можно склеить в целый, и дома можно сделать уборку, однако при этом придется затратить какую-то часть энергии, и никакого нарушения в итоге не выйдет. Склеивание стакана и уборка дома – это только видимость уменьшения энтропии, так как даже аккуратно разложенные по местам вещи имеют свойство со временем разлагаться, так что от вездесущей энтропии нам не уйти.

Такие дела.

Прочитать ещё 5 ответов

Источник

Анонимный вопрос

24 января 2019 · 4,7 K

Буферность – способность клетки поддерживать слабощелочную среду(pH)

В клетке работает фосфатная буферная система, она включает анионы гидрофосфаты (HPO4)2- и дигидрофосфаты (H2PO4)-
Вне клетки работает карбонатная буферная система, она включает анионы карбонаты (CO3)2-и гидрокарбонаты (HCO3)-
Если шире посмотреть на этот вопрос, то в поддержании постоянства буферности крови, например участвуют белки крови, за счет амфотерности аминокислот и в частности белок – гемоглобин

Репетитор по биологии, готова помочь в решении школьных биологических проблем · vk.com/bioege_usluga

Буферность – способность поддерживать постоянное значение рН (примерно в диапазоне от 6,8 до 7,4)
За поддержание постоянного значения внутри клетки отвечают ионы гидрофосфатов и дигидрофосфатов – это фосфатная буферная система
Если по какой-то причине концентрация ионов Н+ повышается (рН снижается), гидрофосфаты связывают их, превращаясь в дигидрофосф… Читать далее

Как проходит гидролиз фосфата натрия?

Engineer – programmer ⚡⚡ Разбираюсь в компьютерах, технике, электронике, интернете и… · zen.yandex.ru/gruber

Протекает он в щелочной среде и гидролизуется по аниону.

Молекулярное уравнение гидролиза фосфата натрия:

Na3PO4 + H2O -> Na2HPO4 + NaOH

Прочитать ещё 1 ответ

Какие функции выполняет вакуоли в клетке?

Cinemaphile & multi-instrumentalist. Love boxing & cycling, cats & dogs, cars &…

Вакуоли регулируют рост: поглощают воду и удлинняют клетки.

Хранят важные питательные вещества, ферменты и т.д.

Помогают в проростании семян, т.к. являются питательным веществом.

Выделяют ядовитые вещества, тем самым защищая растения от животных.

Разрушают крупные молекулы.

Отвечают за тургорное давление, чтобы структуры оставались жёсткими и прямыми.

Также вакуоли участвуют в автолизе – процессе, при котором клетка разрушается ферментами.

Прочитать ещё 3 ответа

Может ли являться отказ человечества от естественного отбора и популяризацией толерантности к генетическим заболеваниям причиной деградации рода человеческого?

левел-дизайнер казуальных игр

В современном обществе терпимость к заболеваниям вызвана глобальным изменением подхода к личности. Сейчас ценность жизни возрасла, но и отдача от каждого человека иная. Мы коллективный вид, которы существует в социуме. Когда часть членов общества могут уже не пахать землю, чтобы прокормить себя, а просто купить еду и самовыражаться иначе – это поределенный шаг в сторону развития общества (если вы, конечно, считаете, что развитие общества заключается в улучшении среднего показателя качества и продолжительности жизни, познание мира и освоение новых территорий). В обществе, где каждая жизнь ценна, не будут выбрасывать на обочину жизни инвалидов любой категории. Их будут интегрировать в ощественную жизнь, чтобы они могли сделать свой вклад. Уже сказали про Хокинга. Он действительно сделал многое для развития общества (опять же, если его понимать так, как я описала выше). и если бы его просто оставили умирать – возможно замены среди “здоровых людей” мы бы ему не нашли еще десятки лет.

Люди с генетическими заболеваниями – очень широкая группа. И далеко не все они могут вообще участвовать в размножении, если вас это волнует в плане общей деградации. Но социально полезны они могут быть, они могут способствовать функционированию общества.

Еще это стало так заметно сейчас, потому что технологии могут позволить сохранять людям жизнь и дееспособность не смотря на ряд заболевания. Однако мы не можем решать, какая жизнь ценна, какая нет. Спасают всех, кого могут и кого позволяют ресурсы. Это можно трактовать и с моральной точки зрения, но я могу сказать по этому поводу, что мы просто не знаем, какой человек и насколько полезен будет. По этой причине бросать большую группу людей умирать или просто вычеркивать из общества – расточительно. В наше время это более расточительно, чем бросать. Потому что когда бросать было выгоднее – бросали.

К слову, отбор на нас действует. Они меняется и усложняется, но он есть. То, как вы живете, что вы думаете и какой выбор делаете на том или ином этапе жизни – все это то происходит в рамках эволюции, но теперь она перешла в те сферы, которые мы от биологии привыкли отделять. Тем не менее, все, что мы делаем, заложено в нас нашими же ДНК и культурным наследием (тоже своего рода генетика, но информационная). А последнее – есть так же продукт нашей эволюции как вида, плод мозга, сформировавшегося для выживания.

Прочитать ещё 5 ответов

Какие вещества обуславливают буферные свойства клетки?

Источник

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 августа 2018; проверки требуют 15 правок.

Бу́ферные систе́мы кро́ви (от англ. buffer, buff — «смягчать удар») — физиологические системы и механизмы, обеспечивающие заданные параметры кислотно-основного равновесия в крови[1]. Они являются «первой линией защиты», препятствующей резким перепадам pH внутренней среды живых организмов.

Циркулирующая кровь представляет собой взвесь живых клеток в жидкой среде, химические свойства которой очень важны для их жизнедеятельности. У человека за норму принят диапазон колебаний pH крови 7,37—7,44 со средней величиной 7,4. Буферные системы крови слагаются из буферных систем плазмы и клеток крови и представлены следующими системами[1][2]:

бикарбона́тная (водородкарбонатная) бу́ферная систе́ма;
фосфа́тная бу́ферная систе́ма;
белко́вая бу́ферная систе́ма;
гемоглоби́новая бу́ферная система;
эритроциты.

Помимо этих систем также активно участвуют дыхательная и мочевыделительная системы[1].

Бикарбонатная буферная система[править | править код]

Одна из самых мощных и вместе с тем самая управляемая система[2] внеклеточной жидкости и крови, на долю которой приходится около 53 % всей буферной ёмкости крови. Представляет собой сопряжённую кислотно-основную пару, состоящую из молекулы угольной кислоты H2CO3, являющейся источником протона, и бикарбонат-аниона HCO3−, выполняющего функцию акцептора протона:

Вследствие того, что концентрация гидрокарбоната натрия в крови значительно превышает концентрацию H2CO3, буферная ёмкость этой системы будет значительно выше по кислоте. Иначе говоря, гидрокарбонатная буферная система особенно эффективно компенсирует действие веществ, увеличивающих кислотность крови. К числу таких веществ прежде всего относят молочную кислоту, избыток которой образуется в результате интенсивной физической нагрузки. Гидрокарбонатная система наиболее «быстро» отзывается на изменение pH крови[2].

Фосфатная буферная система[править | править код]

В крови ёмкость фосфатной буферной системы невелика (составляет около 2 % общей буферной ёмкости), в связи с низким содержанием фосфатов в крови. Фосфатный буфер выполняет значительную функцию в поддержании физиологических значений рН во внутриклеточных жидкостях и моче.

Буфер образован неорганическими фосфатами. Функцию кислоты в этой системе выполняет однозамещённый фосфат (NaH2PО4), а функцию сопряженного основания — двузамещённый фосфат (Na2HPО4). При рН 7,4 соотношение [НРО42-/Н2РО4-] равняется поскольку при температуре 25+273,15K pKa, ортоII=7,21[3], при этом средний заряд аниона ортофосфорной кислоты < q >=((-2)*3+(-1)*2)/5=-1,4 единиц заряда позитрона.

Буферные свойства системы при увеличении в крови содержания водородных ионов реализуются за счет их связывания с ионами НРО42- с образованием Н2РО4-:

а при избытке ионов ОН- — за счет связывания их с ионами Н2РО4-:

Фосфатная буферная система крови тесно взаимосвязана с бикарбонатной буферной системой.

Белковая буферная система[править | править код]

В сравнении с другими буферными системами имеет меньшее значение для поддержания кислотно-основного равновесия (7—10 % буферной ёмкости).

Белки́ плазмы крови благодаря наличию кислотно-основных групп в молекулах белков (белок—H+ — кислота, источник протонов и белок− — сопряжённое основание, акцептор протонов) образуют буферную систему, наиболее эффективную в диапазоне pH 7,2—7,4[1].

Основную часть белков плазмы крови (около 90 %) составляют альбумины и глобулины. Изоэлектрические точки этих белков (число катионных и анионных групп одинаково, заряд молекулы белка равен нулю) лежат в слабокислой среде при pH 4,9—6,3, поэтому в физиологических условиях при pH 7,4 белки находятся преимущественно в формах «белок-основание» и «белок-соль».

Буферная ёмкость, определяемая белками плазмы, зависит от концентрации белков, их вторичной и третичной структуры и числа свободных протон-акцепторных групп. Эта система может нейтрализовать как кислые, так и основные продукты. Однако вследствие преобладания формы «белок-основание» её буферная ёмкость значительно выше по кислоте.

Буферная ёмкость свободных аминокислот плазмы крови незначительна как по кислоте, так и по щелочи. При физиологическом значении pH их мощность мала. Практически только одна аминокислота — гистидин — обладает значительным буферным действием при значении pH, близком к плазме крови.[2]

Эритроциты[править | править код]

Во внутренней среде эритроцитов в норме поддерживается постоянное значение pH, равное 7,30. Здесь также действуют гидрокарбонатная и фосфатная буферные системы. Однако их мощность отличается от таковой в плазме крови. Кроме того, в эритроцитах белковая система гемоглобин-оксигемоглобин играет важную роль как в процессе дыхания (транспортная функция по переносу кислорода к тканям и органам и удалению из них метаболической CO2), так и в поддержании постоянства pH внутри эритроцитов, а в результате и в крови в целом. Эта буферная система в эритроцитах тесно связана с гидрокарбонатной системой.[2]

Гемоглобиновая буферная система[править | править код]

Буферная система крови (75 % буферной ёмкости). Играет важную роль как в процессе дыхания (транспортная функция по переносу кислорода к тканям и органам и удалению из них метаболической CO2), так и в поддержании постоянства pH внутри эритроцитов, а в результате и в крови в целом.[2]

См. также[править | править код]

Буферный раствор

Примечания[править | править код]

↑ 1 2 3 4 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия: Учебник — 1990 г. — стр. 452—455.
↑ 1 2 3 4 5 6 Ершов. Общая химия.Биофизическая химия.Химия биогенных элементов. — Издание восьмое, стериотипное. — Москва: Высшая школа, 2010. — 559 с. — ISBN 978-5-06-006180-2.
↑ И.Т.Гороновский, Ю.П.Назаренко, Е.Ф.Некряч. Краткий справочник по химии. — Пятое издание, исправленное и дополненное. — Киев: Наукова Думка, 1987. — С. 348. — 828 с.

Литература[править | править код]

Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. [www.xumuk.ru/biologhim/ Биологическая химия: Учебник] / Под. ред. акад. АМН СССР С. С. Дебова.— 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Медицина,— 1990.— 528 с., С. 452—455. ISBN 5-225-01515-8.
Ершов. Общая химия.Биофизическая химия.Химия биогенных элементов. — Издание восьмое,стереотипное. — Москва: Высшая школа, 2010. — 559 с. — ISBN 978-5-06-006180-2.

Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист.

Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым).

Источник

Буферные растворы (англ. buffer, от buff — смягчать удар) — растворы с определённой устойчивой концентрацией водородных ионов. рН буферных растворов мало изменяется при прибавлении к ним небольших количеств сильного основания или сильной кислоты, а также при разбавлении и концентрировании.

Принцип действия буферных систем[править | править код]

Буферные системы представляют из себя смесь кислоты (донора протонов) и сопряженного с ней основания (акцептора протонов), то есть частиц, различающихся на . В растворе устанавливаются равновесия:

(автопротолиз воды)
(диссоциация кислоты, заряды поставлены условно, из предположения, что кислота является нейтральной молекулой)

Каждое из этих равновесий характеризуется своей константой: первое — ионным произведением воды, второе — константой диссоциации кислоты.

При добавлении в систему сильной кислоты, она протонирует основание[1], входящее в буферную смесь, а добавление сильного основания связывает протоны и смещает второе равновесие в сторону продуктов, при этом в итоге концентрация в растворе меняется незначительно[2].

Буферные системы[править | править код]

В качестве буферных смесей могут быть использованы системы:

слабая кислота и её соль с сильным основанием, например, ацетатный буфер СН3СООН + CH3COONa

слабое основание и его соль с сильной кислотой, например, аммиачный буфер NH4OH + NH4Cl

кислая соль и средняя соль слабой кислоты с сильным основанием, например, карбонатный буфер Na2CO3 + NaHCO3

Значение pH буферных растворов можно рассчитать по формулам:

Для слабой кислоты HA и её соли с сильным основанием BA

Для слабого основания BOH и его соли с сильной кислотой BA

Например, pH аммиачного буферного раствора NH4OH + NH4Cl определяется формулой:

pH карбонатного буферного раствора выражается формулой:

Буферная ёмкость[править | править код]

Буферные растворы сохраняют своё действие только до определённого количества добавляемой кислоты, основания или степени разбавления, что связано с изменением концентраций его компонентов.

Способность буферного раствора сохранять свой pH определяется её буферной ёмкостью — количеством сильной кислоты или основания, которые следует прибавить к 1 л буферного раствора, чтобы его pH изменился на единицу. Буферная ёмкость тем выше, чем больше концентрация его компонентов.

Буферная ёмкость π определяется по формуле

где dx — концентрация введённой сильной кислоты (основания), т. е. её количество, отнесённое к объёму буферного раствора.

Область буферирования — интервал pH, в котором буферная система способна поддерживать постоянное значение pH. Обычно он равен pKa±1.

Биологическая роль[править | править код]

Буферные растворы имеют большое значение для протекания реакций в живых организмах. Например, в крови постоянство водородного показателя рН (химический гомеостаз) поддерживается тремя независимыми буферными системами: бикарбонатной, фосфатной и белковой. Известно большое число буферных растворов (ацетатно-аммиачный буферный раствор, фосфатный буферный раствор, боратный буферный раствор, формиатный буферный раствор и др.).

Примеры буферных растворов[править | править код]

Калий-фосфатный буфер
Натрий-фосфатный буфер
Натрий-ацетатный буфер
Буферные системы крови

Примечания[править | править код]

↑ Алексеев, В.Н. Количественный анализ / Под ред. П.К. Агасяна. – Изд. 4-е, перераб. – М. : Химия, 1972. – 504 с. : 24 табл., 76 рис. С.280
↑ Ленинджер А. Основы биохимии. — Мир, 1985. — Т. 1. — С. 93-96. — 367 с.

Литература[править | править код]

Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.

Ссылки[править | править код]

Кислоты и основания
Примеры составов буферных растворов

Источник