Большая Советская энциклопедия (Би) - БСЭ

  Методы исследования Б. При исследовании строения и конформационных превращений Б. широко используются как очищенные природные Б., так и их синтетические модели, которые проще по строению и легче поддаются исследованию. Так, при изучении белков моделями служат гомогенные или гетерогенные полипептиды (с заданным или случайным чередованием аминокислотных остатков). Моделями ДНК и РНК являются соответствующие синтетические гомогенные или гетерогенные полинуклеотиды. К методам исследования Б. и их моделей относятся рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, изучение спектров поглощения, оптической активности, люминесценции, методы светорассеяния и динамического двойного лучепреломления, седиментационный метод, вискозиметрия, физико-химические методы разделения и очистки и ряд др. Все методы, разработанные для изучения синтетических полимеров, применимы и к Б. При трактовке свойств Б. и их моделей, закономерностей их конформационных превращений используются также методы теоретической физики (статистической физики, термодинамики, квантовой механики и др.).

  Лит.: Бреслер С. Е., Введение в молекулярную биологию, М.—Л., 1966; Волькенштейн М. В., Молекулы и жизнь, М., 1965; Уотсон Дж., Молекулярная биология гена, пер. с англ., М., 1967; физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот, М., 1967.

  Ю. С. Лазуркин.

Рис. 1. Образование четвертичной структуры глобулярных белков. Заштрихованы редко — полярные (гидрофильные) части белковых глобул, густо — неполярные (гидрофобные) области.

Рис. 3. Схема перехода спираль — клубок для ДНК: 1 — нативное состояние (вместо двойной спирали для простоты изображена «верёвочная лестница»); 2 — состояние ДНК в области перехода; 3 — денатурированное состояние (однонитевые клубки).

Рис. 2. Схема денатурации и ренатурации глобулярного белка (на примере фермента рибонуклеазы).

Биопсия

Биопси'я (от био... и греч. ópsis — вид, зрелище), иссечение кусочка болезненно измененной ткани живого организма с последующим микроскопическим исследованием его для определения характера патологического процесса (воспаление, опухоль и т.д.). Б. позволяет не только уточнить клинический диагноз, но и установить границы поражения.

Био-Савара закон

Био' — Сава'ра зако'н — закон, определяющий напряжённость магнитного поля, создаваемого электрическим током. Б.—С. з. был открыт французскими учёными Ж. Б. Био (J. В. Biot) и Ф. Саваром (F. Savart) в 1820 и сформулирован в общем виде П. Лапласом (P. Laplace). Согласно этому закону, малый отрезок проводника Dl (см. рис.), по которому течёт ток силой I, создаёт в данной точке пространства М, находящейся на расстоянии r от отрезка Dl (Dl « r), магнитное поле напряжённостью

Здесь J — угол между направлением тока в отрезке Dl и радиусом-вектором r, проведённым от отрезка к точке наблюдения М, а k — коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц. В системе СГС (Гаусса) k = 1/с, где с = 3 · 1010 см/сек — скорость света в вакууме, в системе СИ k = 1/4p.

  Напряжённость магнитного поля DН перпендикулярна плоскости Р, содержащей Dl и r, и её направление определяется правилом буравчика: если вращать рукоятку буравчика (с правой нарезкой) от Dl к r, то поступательное движение буравчика укажет направление DН.

Полная напряжённость магнитного поля Н, создаваемого проводником с током в точке М, равна векторной сумме величин DН, обусловленных всеми элементами Dl проводника. В частности, напряжённость Н магнитного поля на расстоянии d от длинного (много больше d) прямого провода, по которому течёт ток силой I, равна; H = k2I/d; в центре кругового контура (радиуса R), некоторому течёт ток силой I, H = k´2pI/R, а на его оси в точке, отстоящей от плоскости контура на расстоянии d « R, H = k´2pR2I/d3, на оси соленоида из n витков H = k´4pnI.

Б.—С. з. можно рассматривать также как закон, определяющий магнитную индукцию DВ. В системе СГС для этого нужно выражение для DН умножить на магнитную проницаемость среды m, а в системе СИ, кроме того, — на магнитную проницаемость вакуума m0 = 4p´10-7 гн/м.

  Г. Я. Мякишев.

Био — Савара закон.

Биосинтез

Биоси'нтез (от био... и синтез), образование органических веществ из более простых соединений, протекающее в живых организмах или вне их под действием биокатализаторов — ферментов. Б. — часть процесса обмена веществ растений, животных и микроорганизмов. Непосредственным источником энергии для Б. служат богатые энергией соединения (см. Биоэнергетика), а в конечном счёте (для всех организмов, кроме бактерий, осуществляющих хемосинтез) — энергия солнечного излучения, аккумулированная зелёными растениями (см. Ассимиляция, Фотосинтез). Каждый одноклеточный организм, как и каждая клетка многоклеточного организма, синтезирует составляющие её вещества. Характер Б., осуществляемого в клетке, определяется наследственной информацией, «закодированной» в её генетическом аппарате (см. Белки, Биосинтез; Генетический код). Б., производимый вне организмов, широко применяется как способ (иногда единственно возможный) промышленного получения биологически важных веществ — витаминов, некоторых гормонов, антибиотиков, аминокислот, а также белков и других соединений. См. Микробиологическая промышленность.

  С. Е. Северин.

Биосистематика

Биосистема'тика, раздел ботаники, изучающий таксономическую и популяционную структуру вида, его морфологогеографическую, экологическую и генетическую дифференциацию, происхождение и эволюцию. Б. оперирует не только собственно таксономическими категориями, как вид и подвид, но и генэкологическими и популяционно-генетическими — экотип, биотип, популяция и дем (элементарная локальная популяция) или гамодем (у амфимиктических растений). Б. возникла как наука, сочетающая различные подходы к структуре и эволюции вида, т. е. задачи её выходят за рамки собственно систематики.

  История Б. начинается с работ шведского эколога Г. Турессона (1922, 1923) и американского эколога Д. Клаусена (1921—22), изучавших экологическую и генетическую дифференциацию вида. Новое направление, названное Турессоном (1923) генэкологией, сформировалось позднее в науку, которую М. Кэмп и Н. Гилли назвали «Б.» (1943). Генэкология осталась одним из разделов Б., изучающим внутривидовую изменчивость растений. Б. изучает, кроме того, и микроэволюцию. В СССР работы в этом направлении начали ещё в 20-х гг. М. А. Розанова, Е. Н. Синская и др. Под руководством Н. И. Вавилова во Всесоюзном институте растениеводства велось изучение экологогеографической и генетической дифференциации многих видов культурных растений. Эти исследования имели большое значение для дальнейшего развития Б., хотя они и относились скорее к «дифференциальной систематике», как её понимал Н. И. Вавилов.

  Лит.: Вавилов Н. И., Линнеевский вид как система, «Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции», 1931, т. 26, т. 3, с. 109—34; Розанова М. А., Экспериментальные основы систематики растений, М.—Л., 1946; Синская Е.Н., Динамика вида, М.—Л., 1948; Завадский К. М., Вид и видообразование, Л., 1968; Тахтаджян А. Л., Биосистематика: прошлое, настоящее и будущее, «Ботанический журнал», 1970, т. 55, в. 3; Heslop-Harrison J. W., New concepts in flowering-plant taxonomy, L., 1953; его же. Forty years of Genecology, в сборнике: Advances in ecological research, v. 2, L.—N. Y., 1965; Davis P. Н. and Heywood V. H., Principles of angiosperm taxonomy, Edinburg—L., 1963; Reproductive biology and taxonomy of vascular plants, ed. J. G. Hawkes, Oxf., 1966; Modern methods in plant taxonomy, ed. V. H. Heywood, L., 1968; Briggs D. and Walters S. M., Plant variation and evolution, L., 1969.

  А. Л. Тахтаджян.

Биостратиграфия

Биостратигра'фия (от био... и стратиграфия), отрасль стратиграфии, изучающая распределение ископаемых остатков организмов в осадочных отложениях с целью установления относительного возраста и соотношения одновозрастных слоев на различных территориях. Задача Б. — разработка шкал относительно возраста слоев (разной детальности и масштаба, в частности зональных). Последовательность биостратиграфических зон отражает смену в геологическом разрезе ископаемых остатков группы вымерших организмов разного систематического ранга или их комплексов. Особенное значение для выделения зон, и в первую очередь биозон, имеют группы вымерших организмов с относительно кратким сроком существования, но достигавшие широкого распространения, значительного изобилия и разнообразия (например, нуммулиты, граптолиты, динозавры). Нередко зоны обосновываются стадиями эволюции некоторых быстро изменявшихся во времени групп вымерших организмов (например, кораллов — ругоз). Для целей Б. важно изучение остатков древних микроскопических организмов (микропалеонтология), количество которых может быть велико даже в небольших образцах (например, из глубоких скважин). Остатки планктонных организмов (фора-минифер, водорослей и др.), разносившихся течениями на большие расстояния, допускают выделение зон большой территориальной протяжённости. Ископаемые остатки спор и пыльцы растений, далеко разносившихся ветрами, важны для корреляции одновозрастных осадков морского и континентального происхождения. Б. широко использует методы палеоэкологии для реконструкции условий существования древних организмов, с тем чтобы отличать одновозрастные комплексы организмов, живших в разных условиях, от разновозрастных, живших в сходных условиях.