20. Общие свойства систем вблизи от термодинамического равновесия. Общие свойства систем вдали от термодинамического равновесия.

ВБЛИЗИ:

1. Интенсивные переменные в разных точках системы различаются не резко;

2. ТД силы и скорости процессов невелики, следовательно:

3. Скорости линейно зависят от движущих сил (поток зависит от градиента). Выполняется соотношение Онзагера;

4. Скорость продуцирования энтропии пропорциональна произведению скоростей процессов на движущие силы;

5. Все стационарные состояния являются устойчивыми;

6. Флуктуации, приводящие к отклонению от аттракторов, затухают.

7. Вблизи ТД равновесия невозможна временная и пространственная упорядоченность.

ВДАЛИ:

1. Интенсивные переменные в разных точках системы резко отличаются, поэтому движущие силы и скорости процессов достаточно велики.

2. Скорости процессов не являются линейными функциями движущих сил, соотношение Онзагера не выполняется.

3. Скорость продуцирования энтропии не пропорциональна произведению скоростей процессов на движущие силы. По изменениям диссипативной функции нельзя однозначно судить о приближении системы к СС. Теорема Пригожина не выполняется.

4. Вдали от ТД равновесия возможны неустойчивые СС.

5. Большую роль в работе системы играют флуктуации.

6. Эволюция системы может приводить к возникновению упорядоченных структур = самоорганизация. (Через диссипативные структуры).

*Флуктуации – это случайные отклонения переменных от их стационарных значений. Если СС устойчиво, то Ф. не могут вывести систему из этого СС. Если СС неустойчиво, то Ф. приводят к значительным отклонениям системы от СС до перехода этой системы в новое СС. Ф. играют большую роль во временной эволюции системы, особенно вблизи точек бифуркации.

21. Флуктуации в термодинамической системе. Свойства и значения флуктуаций вблизи и вдали от термодинамического равновесия.

Флуктуации в ТД системе – это случайные отклонения переменных от их стационарных значений. Если стационарное состояние устойчиво, то флуктуации не могут вывести систему из стационарного состояния (отклонения затухают).

Если неустойчивое стационарное состояние, то флуктуации приводят к значительным отклонениям, вплоть до перехода в другое стационарное состояние.

Вблизи от ТД равновесия	Вдали от ТД равновесия
Флуктуации редки	Частые флуктуации
Имеют малые размеры, их вкладом пренебрегают	Могут усиливаться до макроскопического уровня (до размеров всей системы)
Не имеют значения для поведения системы во времени	Играют роль во временной эволюции системы
Флуктуации, приводящие к отклонению от состояния равновесия, затухают

22. Феномен белка в биофизике. Уникальность строения и свойств белка.

Белки являются носителями активного начала всего живого (нк-потенциальное начало живого), они главным образом изучаются молекулярной биофизикой, чья главная задача заключается в раскрытии физических и химических механизмов, ответственных за структуру и биологические функции молекул. Основу структурной организации живого составляют макромолекулы, прежде всего важнейшие биополимеры — белки и нуклеиновые кислоты. Основная проблема м.б заключается в том, чтобы раскрыть природу взаимодействий атомных групп, определяющих конформационные особенности и внутреннюю динамику биологических макромолекул, механизмы взаимодействия электронных и конформационных переходов, и на этой основе понять механизмы функционирования биополимеров в живых системах.

Белки являются биополимерами, состоящими из аминокислотных остатков, соединённых пептидными связями. Аминокислотная последовательность определяет пространственную структуру белка, а структура эта уже определяет его функцию. Они часто имеют нерегулярное строение и сложную пространственную структуру.

Белки – многофункциональные молекулы. Важнейшая функция белков  —  ферментативный катализ химических превращений в клетке и вокруг нее. Кроме того, белки-регуляторы контролируют экспрессию генов, а рецепторные белки обеспечивают восприятие межклеточных сигналов, часто передаваемых гормонами (тоже белками). Иммунные белки и сходные с ними белки гистосовместимости обеспечивают иммунные реакции. Структурные белки образуют микрофиламенты, микротрубочки,  —  а также фибриллы, они армируют мембраны и поддерживают структуру клеток и тканей. Транспортные белки переносят (а запасные  —  запасают) другие молекулы. Белки, переносящие протоны и электроны через мембрану, обеспечивают всю биоэнергетику  —  поглощение света, дыхание, выработку АТФ. Другие белки, "сжигая" АТФ, обеспечивают механохимическую деятельность,  —  они работают в мышцах или перемещают элементы клетки. 

При всем разнообразии, работа белков всегда базируется на высоко специфическом  —  взаимодействии белка с обрабатываемой им молекулой. Для специфического взаимодействия необходима достаточно "твердая" пространственная структура. Поэтому биологическая функция белков тесно связана с определенностью их трехмерных структур. Не только разрушение  —  даже небольшие изменения этих структур часто ведут к утере или резкому изменению активности белков.