Information

Er min forståelse af Bergmanns regel korrekt? (masse er sekundær)

Er min forståelse af Bergmanns regel korrekt? (masse er sekundær)



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ifølge Wikipedia gælder Bergmanns regel, fordi dyr, der lever i koldere områder, har et større forhold mellem overfladeareal og volumen. Hvis jeg forstår det rigtigt, handler fordelen ved polardyrenes større kroppe egentlig ikke om at have en større masse, men om at have en form tættere på en kugle - hvilket normalt betyder at have en større masse.

Har jeg ret?


12.4: Tolkning af massespektre

Når du fortolker fragmenteringsmønstre, kan du finde det nyttigt at vide, at som du kunne forvente, er de svageste carbon-carbon-bindinger dem, der med størst sandsynlighed vil bryde. Du ønsker måske at henvise til tabellen over bindingsdissociationsenergier, når du forsøger problemer, der involverer fortolkning af massespektre.

Denne side ser på, hvordan fragmenteringsmønstre dannes, når organiske molekyler fødes ind i et massespektrometer, og hvordan du kan få information fra massespektret.


Kend placeringen af ​​sikkerhedsudstyr

I tilfælde af at noget går galt, er det vigtigt at kende placeringen af ​​sikkerhedsudstyret, og hvordan man bruger det. Det er en god idé at tjekke udstyret med jævne mellemrum for at sikre, at det er i funktionsdygtig stand. Kommer der f.eks. virkelig vand ud af sikkerhedsbruseren? Ser vandet i øjenskylleren rent ud?

Ikke sikker på, hvor sikkerhedsudstyret er placeret? Gennemgå laboratoriesikkerhedsskilte og se efter dem, før du starter et eksperiment.


Når en læsning af Koranen kan vildlede

Højt over alt er da Gud, suverænen, den Ultimative Sandhed ! Og derfor, skynd dig ikke med Koranen Før det er blevet åbenbaret for dig fuldt ud, men sig: O min Opretholder, øge mig i viden . 20:114

Ja, Koranen advarer selv om, at en forkert læsning af Koranen kan være forkert (2:26, ​​3:7, 17:41, 17:45-46, 17:82, 39:23, 56:79, 71:5- 7). Det kan i det mindste vildlede sine fejllæsere 1 tre måder:

For det første kan en læsning af Koranen misforstå, når vi fjerner visse meddelelser fra deres HISTORISKE INDSTILLINGER

Koranen er uadskilleligt knyttet til dens kontekst og miljø. Det er en optegnelse over oplevelsen af ​​en menneskelig budbringer 'sendt' til araberne og verden.

Udover at levere dets universelle budskaber til hele menneskeheden til alle tider, indeholder Koranen i vid udstrækning vers, der refererer til specifikke spørgsmål, der hører til tidspunktet og stedet for dens åbenbaring. Mange af disse vers kan, hvis de ikke betragtes i deres specifikke omgivelser, forvirre og vildlede læserne. Derfor er læsning i historisk sammenhæng vigtig.

Et godt eksempel i denne forbindelse er det meget omdiskuterede emne sværdversene. I løbet af de hårde dage med den begyndende islam, er disse vers blot en sanktion af selvforsvar over for forfølgelse og aggression. Men der er på intet tidspunkt noget, der tyder på, at det er acceptabelt at anstifte vold. Imidlertid læser både islamofober og ekstremister med vilje disse vers ud af kontekst for at fremme deres egne dagsordener, mens de selektivt ignorerer alle de relaterede tekster og også resten af ​​Koranen, der så konstant og så desperat opfordrer til fred og balance.

Tage den juridiske kodeks i Koranen som et andet eksempel. Koranen foreskrev, som svar på de specifikke behov på tidspunktet og stedet for dens åbenbaring, en juridisk kode, herunder et strafferetssystem. Dette omfattede angiveligt korporlige og dødsstraffe for visse moralske forbrydelser, såsom piskning for offentligt begået utugt og dødsstraf for forsætligt mord. Men fordi den inspirerede budbringer dengang beskæftigede sig med reelle problemer i en bestemt socioøkonomi, skal denne specifikke forskrift forstås i dens tidsmæssige omgivelser og ikke som noget, der er beregnet til at være tidløst.

Da Koranen holder sig åben for kontinuerlig, frisk fortolkning, tror vi ikke, at disse tidsmæssige elementer som sådan gør Koranen fejlbarlig. I vores nutidens transformerede verdenssituation kan denne tidsbundne lovkode kun rationaliseres, hvis den kan oversættes til en moderne kodeks, som er fleksibel, og som kan udvikle sig i overensstemmelse med samfundets udviklende behov, mens den transcenderer i henhold til fornuftens vejledning (5 :38-39, 24:2-5, 17:33-36).

Vi kan selvfølgelig prøve at trække nogle generelle retningslinjer og universelle værdier ud af disse specifikke love. Men at betragte dem som uforanderlige og anvendelige til alle tider – ved at rive dem af deres historie og tidslinje – må efter vores mening være meget forvirrende og fuldstændig misvisende og imod Koranens rationelle ånd.

Kort sagt, nogle af budskaberne og instruktionerne fra Koranen er specifikke og timelige, mens andre er generelle og evige. Ofte er forskellen mellem de to usikker og tåget. At finde ud af præcis hvilket budskab eller hvilken instruktion der falder ind under hvilken kategori er fortsat en udfordring for islamiske lærde.

Her støder vi på problemet med sharia, når det kun repræsenterer en rigid, hadith-baseret, 7. til 9. århundrede forståelse af Koranen. Når nu Koranen siger, at Gud er den ultimative dommer og lovgiver (12:40), eller at folk skal dømme efter den guddommelige åbenbaring (5:44, 45, 47), formidler det forskellige lag af betydning. Men det tyder ikke automatisk på, at vi skal påtvinge alle de tidsbestemte regler og love sharia på vores nuværende virkelighed. Eller at vi forenklet bør overveje, at de alle er guddommeligt lovgivet og alle er beregnet til at blive anvendt ord for ord i alle tider og alle socioøkonomiske omstændigheder. Dette koncept er ekstremt farligt og kan blive endda katastrofalt, hvis Gud forbyde det anvendes i virkeligheden.

Nu kan vi måske bedre forstå Koranen, hvis vi virkelig bedre kan forstå den omtrentlige periode og region, den vedrører, inklusive de involverede mennesker og socioøkonomi. Undersøgelser inden for områder som historie (inkl. marxistisk analyse af historisk dialektik), arkæologi, sociologi, komparativ lingvistik osv., der undersøger islams oprindelse og udvikling, kan alle være nyttige i denne henseende. Selvom der er lavet meget forskning, er der behov for mere for at kaste mere lys ind i det miljø og for at afmystificere disse relaterede begivenheder. Vi fandt fx 'The origin and development of Islam: An essay on its socio-economic growth by Asghar Ali Engineer' et uvurderligt forsøg i denne henseende.

Selvom vi på trods af alle forsøgene måske aldrig vil være i stand til fuldt ud at forstå eller verificere vores forståelse af de historiske omgivelser i en fjern fortid – vi er nødt til at i det mindste erkende at nogle af Koranens budskaber omhandler virkelige spørgsmål, der hører til en bestemt historisk kontekst og derfor ikke er tænkt som tidløse ad verbum. Mange muslimske præster vil, medmindre de erkender dette, fortsætte med at misfortolke bogen på en eller anden måde og vildlede deres blinde tilhængere.

Sekund, en læsning af Koranen kan misforstå, når vi undlader at læse dens budskaber HOLISTISK

Koranen tydeliggør sig selv gennem sin interaktive forklaringsproces, hvor vers forklares gennem vers.

Så vers skal betragtes inden for en klynge snarere end adskilt fra alle de relaterede vers. En overfladisk, isoleret læsning kan ofte give os en forkert forståelse.

Nu, da det således er svært at adskille et enkelt vers fra dets sammenhænge (2:85), er det normalt vanskeligt at tildele det, for eksempel, til nogen præcis kategori som 'bogstaveligt' eller 'metaforisk'. Det er af denne grund, at når vi forsøger at læse teksterne således holistisk, begynder ofte 'bogstaveligt' og 'metaforisk' at overlappe hinanden, og hver gang bringer hver indbyrdes forbundne læsning i en ny kontekst nye lag af betydning.

Det er ikke underligt, hvorfor forståelsen af ​​et vers eller en tekst på et givet tidspunkt kan variere så meget fra læser til læser, og endda for den samme læser på forskellige tidspunkter, afhængigt af den kontekst, hun aktuelt er engageret i, såvel som af hendes mentale tilstand , holdning, videns- og erfaringsniveau og andre individuelle forhold og fraktionsbaggrunde.

For vores undersøgelse er Koranen guddommelig, og den hævder med rette ikke at have nogen modsigelse i sig selv (4:82, 39:23). Alligevel er dens fortolkninger menneskelige, og de kæmper med hinanden med deres endeløse modsigelser (18:54).

Ja, Koranens interaktive proces med selvafklaring kræver en holistisk læsning (6:105, 20:114). Dette er dog en yderst vanskelig opgave at udføre.

Det skyldes, at sindets naturlige begrænsninger til at forstå Sandheden i dens helhed (eller 'akhirat') efterlader 'en usynlig barriere' mellem Koranen og dens menneskelige forståelser (17:45-46). Denne forhindring, der varierer i forskellige sind, knuser det 'én guddommelige lys' ('Sandheden' 24:35, 20:114) i 'mange menneskelige farver' ('delvise sandheder' 35:19-28, 30:9-24) , 16:2-69, 39:18-69, 2:22-87, 2:136-164, 23:17-32).

Tilsyneladende er der ingen modsigelse i Koranen set fra det guddommeliges perspektiv. Men når det kommer til menneskers perspektiver, synes de opfattede modsætninger uendelige. Og dette skyldes til dels Koranens indbyrdes forbundne sammenhæng, interaktiv gennem et komplekst netværk, og den medfødte vaghed af en stor del af den, fornemmet forskelligt af forskellige sind, alle begrænset i deres modtagere.

Det er for eksempel sådan, at en løsrevet læsning af 4:34, med en bevidst fejlfortolkning af det multiple-betydende verbum 'daraba', tillod det patriarkalske samfund at misbruge Koranen til at opretholde den mandlige arrogance af deres hustruer. Og lod en sådan berømt kommentator som Ibn Kathirs frækhed hævde, at "en mand ikke må spørges, hvorfor han slog sin kone."

Ligeledes bidrog en isoleret forståelse, f.eks. af den misforståede instruktion som "Adlyd Gud og adlyd budbringeren (64:12)" eller "Så accepter, hvad budbringeren giver dig, og afhold dig fra det, han forbyder dig (59:7)" til opfindelsen af ​​hadith. Lignende løsrevet, forudindtaget læsninger af nogle få uklare vers i Koranen, understøttet af modstridende hadiths, bidrog til at opdrætte sekter.

Tredje, en læsning af Koranen kan misforstå, når vi læser de ikke-bogstavelige budskaber BOKSTAVELT

En stor del af Koranen er tilsløret og vag.

Bortset fra klare budskaber, indeholder Koranen også budskaber med flere betydninger (3:7). På den ene eller anden måde har disse budskaber en tendens til at være uklare, vage, upræcise, indirekte, ikke-bogstavelige, tvetydige, allegoriske, figurative og så videre.

Her er logikken bag dette. For at præsentere dybere, komplekse og abstrakte ideer taler Koranen – som er en rimet prosa, der oprindeligt var beregnet til lyrisk recitation og lettere udenadslære (36:69-70) – ofte i et uforlignelig sprog, der bruger en række litterære virkemidler, herunder symboler , formsprog, lignelser, metaforer, allegorier, historier, lignelser, analogier, hentydninger, personificering, gentagelser, tavse interpolationer, spredte kompositionsmåder og retoriske virkemidler som antitese, homonymi, hyperbole, palindrom, metonymi, parentes, grammatiske skift, chias, sammensætning og så videre, alt sammen inden for dynamikken i en interaktiv selvforklarende proces.

Det er denne meget unikke litterære struktur i Koranen, der beholder en betydelig del af Koranen tildækket og skjult og afhængigt af læsernes mentale evner og holdninger, ofte svære at fatte (56:77-79). Selvom denne vanskelighed med at læse bekræftes af selve Koranen, er vi blevet rådet til at undgå skænderier om de forventede uoverensstemmelser (3:7). Men de fleste af os lader til at være ligeglade med det gode råd, da vi normalt føler meget stærkt for vores egne, svært opnåede fortolkninger.

Mens mange koraniske budskaber således udtales gennem ikke-bogstavelige tekster, er der en insisterende vægt i Koranen, at vi forstår disse tekster billedligt for at få deres faktiske, dybere betydninger tilsløret under deres bogstavelige dæksler (17:89, 12:111, 15) :75, 56:77-79).

Tag som eksempel de koraniske beskrivelser af de metafysiske emner som guddommelige egenskaber, de dødes opstandelse, dommens dag, paradis og helvede og så videre. Selvom disse beskrivelser formentlig handler om virkelige ting fra ukendte riger (al-ghayb), er de udtrykt i Koranen i form af allegorier, da de omhandler spørgsmål, der ligger uden for alle opfattelser og definitioner af vores nuværende eksistens (3:7, 2) :24-26, 13:35, 17:60, 47:15, 74:31, 76:16). Ingen tvivl om, her kan læsere med en bogstavelig tilgang let ende med en overfladisk, forkert forståelse.

Tag historierne i Koranen som et yderligere eksempel. Koranen siger selv, at den på sin egen måde genfortæller mange lignelser fra de tidligere generationer ('mathal' 24:34, 25:33 jf. 3:3-7 5:27) – dvs. gamle myter, legender, allegorier og pædagogiske historier – som hovedsageligt skal levere en række moralske lektioner og ikke nødvendigvis skal forstås bogstaveligt som virkelige eller historiske begivenheder (24:34-35, 25:33, 39:27, 12:111 jf. 12: 7, 12:111, 15:75, 23:30).

Man kan hævde, at en bogstavelig læsning af disse lignelser er irrationel i forskelligt omfang, i det mindste på grund af, at de alle er antropomorfe i tilgang og afgudsdyrkende i indhold. Hvordan kan Gud tale til Moses i bogstavelig forstand, når Gud er højt over alle vores opfattelser?

Eller hvordan kan en blid, blødhjertet Abraham (11:75) – islams patriark og et forbillede for muslimer – smadre fysiske idoler af en anden religion (og skåne den største!, 21:58), i en bogstavelig forstand? Krænker det ikke direkte Koranens klare instruktion om ikke at misbruge andres idoler (6:108)? Og glorificerer en bogstavelig læsning af en beretning som denne ikke handlinger af intolerance og hærværk? Og potentielt tilskynde bigots som Taleban og ISIS til at ødelægge historiske og arkæologiske skatte som symboler på uhellig, præ-islamisk fortid? Eller hvordan kan Gud bede Abraham om at ofre sin søn i bogstavelig forstand, når Koranen forbyder alle uretfærdige drab og overtrædelser (5:53, 6:151, 16:90, 2:190)? Reducerer det ikke den barmhjertige Gud til en blodtørstig, hedensk guddom og vildleder ved at helliggøre den hedenske skik med dyreofring og forvandle den til et overivrigt masseritual?

Det er klart, fordi en bogstavelig forståelse af disse lignelser ofte giver lidt til nul til minus mening, kan man udlede, at det – i stedet for mekanisk at læse dem som rigtige historier – er vigtigt at udlede den sande indsigt fra dem ved at forsøge at forstå deres tilslørede, dybere , metaforiske betydninger, som instrueret af Koranen selv.

Sidste tanker

Ja, Koranen advarer selv om, at en forkert læsning af Koranen kan være forkert (2:26, ​​3:7, 17:41, 17:45-46, 17:82, 39:23, 56:79, 71:5- 7). Det kan vildlede sine fejllæsere på mindst tre måder.

For det første kan det misforstå, når vi tager visse meddelelser fra Koranen ud af deres HISTORISKE INDSTILLINGER. Sværdversene og den juridiske kodeks i Koranen er mulige eksempler.

For det andet kan en læsning af Koranen misforstå, når vi undlader at læse dens budskaber HOLISTISK og derfor ikke forstår dem inden for en klynge af indbyrdes forbindelser. Det er, når vi læser i hast eller føler stærkt for vores egen forståelse af en tekst løsrevet fra dens lokale og totale kontekst og dermed ser bort fra alle sammenhænge og alle andre mulige fortolkninger. Eksempler inkluderer: fejllæsning af 4:34 for at støtte kone i at slå 2:106 for at opfinde den falske doktrin om ophævelse 64:12 eller 59:7 for at fremme hadith-hørsays som en guddommelig medautoritet udover Koranen og så videre.

For det tredje kan en læsning af Koranen misforstå, når vi læser de ikke-bogstavelige budskaber BOKSTAVELT. De koraniske beskrivelser af de metafysiske emner, som paradis og helvede, og de genfortællede lignelser om de gamle er vigtige eksempler i denne henseende.

At læse Koranens budskaber er som at se MC Eschers komplekse kunstværker. Besat af skildringen af ​​uendeligheden består de af overlappende, multiple billeder, ofte med tesseller og gentagne mønstre, der er låst i hinanden. Nogle gange ser man et billede, nogle gange et andet, og så et andet, og så bliver man helt fascineret af at observere, hvordan de alle sammen på slående vis samarbejder med hinanden ved at interagere, forvandles til noget stort, større og endnu større. Lavet af enkle stykker, ja, de underliggende budskaber i Koranen er enkle, men transcendentale, kraftfulde og sublimt smukke, forudsat at de læses med et klart sind og korrekt forståelse.

Koranen giver tegn, symboler, hints og pejlemærker og overlader dem til læserens personlige refleksion og analyse. Koranen afspejler således i høj grad læserens eget ansigt. Folk kan på en eller anden måde finde det, de søger, hvilket kan løfte dem til et højere niveau eller kan vildlede, afhængigt af deres personlige makeup, livssyn og hensigt.

Men hvorfor Gud har ladet Koranen blive misforstået af folk, der læser den forkert, og hvorfor "Han vildleder mange derved, og han vejleder mange derved (2:26)”, er en anden diskussion. I denne henseende ser Koranen ud til at have sit eget svar: "Men han vildleder aldrig derved undtagen de ugudelige. 2:26" jfr. 3:7, 17:41, 17:82, 56:79-82.

Forvrængning af Hadith og traditionelle tafsirer og fortolkning gennem Bibelen er nogle af de største forhindringer i vores forståelse af Koranens sande budskaber. En meget alvorlig grund til vores fejllæsning af Koranen er således den århundreder gamle fossilisering af de traditionelt accepterede 'betydninger' af dens ord og fortællinger - ofte gennem kilder uden for Koranen og upålidelige sekundære materialer. Dette har vi udeladt af denne artikels omfang for at undgå langvarig diskussion.

Skal Koranen læses i dens eksterne sammenhæng? Det er et svært spørgsmål. På den ene side, hvis ydre kontekst er så vigtig for forståelsen, så er Gud ikke retfærdig over for ikke-arkæologer og ikke-historikere. Eller implikationen er, at det er obligatorisk for alle at studere noget historie. Overvej på den anden side dette tankeeksperiment: Du er en cyborgteolog, og du grubler over versene om menneskets biologi (dem om menneskelig udvikling, mad, søvn, sex, udskillelse osv.), hvilket er noget af den fjerne fortid. Så bliver du nødt til at se på den fjerne fortid for at forstå disse vers. Vi gør allerede, at vi ikke længere er afhængige af heste og køer til transport, og vores liv er fjernt fra landbruget. Alligevel forstår vi vers om heste, køer og landbrug ved en vag idé om dem. Jeg tror, ​​at en vag idé er nok, ingen specialviden kræves. Men hvad hvis vi en dag er så opgraderet, at vi endda har mistet den vage idé? Der er et par implikationer.For det første, hvis det er meningen, at Koranen skal overskride tiden fuldt ud, og teknofobi er forkert, så betyder det sandsynligvis, at dagen, hvor selv den vage idé går tabt, aldrig kommer. Eller de nævnte tilsyneladende lavteknologiske ting er gode for os på nogle måder, vi ikke kender. Sandsynligvis har Amish og miljøforkæmpere ret, vi bør vende tilbage til naturen. For det andet har vi brug for den vage idé, og vi kan frit opgradere os selv. Nu er dette problem relateret til debatten mellem tekno-progressive og biokonservative. Hvis transhumanisme er korrekt, så skal skriften læses mere og mere metaforisk. Jeg sagde ikke, at jeg er transhumanist, jeg kan ikke afgøre, om transhumanisme er sandt eller ej. Hvad synes du?

Jeg tror, ​​at Koranen i bund og grund er en vejledningsbog. Så dens grundlæggende budskaber, dvs. de, der er vigtige for vores vejledning, skal være helt klare i sig selv. Således er Koranen sandsynligvis let at forstå fra dens kernes perspektiv. For eksempel kan vi forstå det islamiske gudsbegreb ved at læse de 4 vers i kap. 112 og det islamiske trossystem ved at læse 2:285. Vi kan også praktisere islam ved at følge 2:177 eller 4:36 eller endda blot de 3 vers i kap. 103. Vi behøver ikke virkelig at studere nogen ekstern kontekst for at forstå disse centrale budskaber.

Samtidig er Koranen imidlertid uendelig dyb, med en betydelig del af dens budskaber tilsyneladende tilsløret og vage, og udfolder deres betydninger kun gradvist i det individuelle og kollektive menneskelige sind. Her kan det føles nødvendigt at bruge et helt liv på at studere bogen for at komme tættere på dens ultimative filosofi. Forskere kan grave for mange temaer ud af det, hvor diskussioner synes uendelige, og stridigheder forbliver uløste. Hvor enhver ny fortolkning kan udforske en ny dimension, mens forskellige meninger om et givet emne faktisk kan medføre en voksende rigdom i vores opfattelse af det. Desuden kan enhver baggrund eller relevant information bidrage til vores yderligere forståelse af et interaktivt budskab.

Nu er masser af kontroverser i eksegesen relateret til det faktum, at udover at levere dets universelle budskaber til hele menneskeheden til alle tider, indeholder Koranen i vid udstrækning tekster, der på en eller anden måde er knyttet til deres rumlige og tidsmæssige kontekst og miljø. Eksempler: specifikke ord (f.eks. salat, siyam, zakat), specifikke termer (f.eks. Baka, Kaba, Qibla, Sabians, Jinn), specifikke sætninger og idiomer (f.eks. 'hvad din højre hånd besad'), specifikke begreber (f.eks. ritualer, polygami , slaveri, arv, riba, udvekslingsøkonomi, retfærdighed, lighed, menneskerettigheder, dyrerettigheder), specifikke instruktioner (f.eks. 'Sværdvers' relateret til de daværende krigstidssituationer), specifikke love (den tidsbundne juridiske kode, der omfatter en kriminel retssystem) og så videre. Her er mit indtryk, at vi måske bedre forstår nogle af Koranens tekster, hvis vi bedre forstår tidspunktet og stedet for dens åbenbaring. Undersøgelser inden for områder som historie, arkæologi, sociologi, sammenlignende lingvistik osv. kan alle være nyttige i denne henseende.

Jeg er enig i din slutning fra tankeeksperimentet med cyborgteologen, ja, "en vag idé er nok, ingen specialviden kræves", når vi forsøger at skabe mening i fx vers om heste, køer og landbrug. Selvom det synes umuligt i vores nuværende videnstilstand at svare på spørgsmålene om transhumanisme er sandt eller ej, og om vi en dag vil blive så opgraderet, at vi vil have mistet selv den vage idé om heste, køer og landbrug. Vi kan kun forestille os flere mulige scenarier. På den ene side kan Amish og miljøforkæmpere bevises at have ret i forskelligt omfang. På den anden side kan teknologi transhumanisere os til en sådan ekstrem, at vi bliver nødt til at læse skriften hovedsageligt metaforisk.

Hvis vi skal lave nye regler og love for vores tid og sted anderledes end Koranen, hvad betyder det så: Koranen siger, at Gud er den ultimative dommer og lovgiver (12:40), eller at folk skal dømme iht. den guddommelige åbenbaring (5:44, 45, 47)

Min forståelse i denne henseende svarer til den af ​​Dr. Asghar Ali Engineer:

Ingeniørens forståelse af Koranen som guddommelig åbenbaring er baseret på den sondring, som han trækker mellem tekstens væsentlige værdisystem på den ene side og de juridiske udsagn indeholdt i teksten, som han ser som kontekstspecifik, på Andet. Mens førstnævnte siges at være af evig relevans og dermed repræsentere essensen af ​​Koranen, ses de sidstnævnte at være forankret i den specifikke kontekst af det syvende århundredes Arabien og derfor ikke nødvendigvis gyldige for alle kommende tider . Enhver religion, hævder Engineer, skal fungere i en given kontekst, og må, idet den accepterer mange af institutionerne og praksisserne i den kontekst, søge at modificere eller overskride dem gradvist. Derfor skal for eksempel Koranens udtalelser om kvinder eller slaveri ses i forhold til den kontekst, hvori den guddommelige tekst blev åbenbaret.

Selvom patriarkatet og slaveriet ses som værende i strid med Guds plan for verden, måtte Koranen acceptere dem, da de var dybt forankret i konteksten af ​​det samfund, hvori den blev åbenbaret. Alligevel var dette ingen passiv accept eller helhjertet legitimation. I stedet forsøgte Koranen at modificere disse institutioners hårdhed, og dets væsentlige værdisystem, hævder Engineer, tyder klart på, at Gud vil, at de gradvist skal afskaffes over tid. Ved at bruge denne kontekstuelle tilgang til at forstå Koranen, forsøger Engineer at skabe en ny måde at fortolke teksten på, som han ser som relevant for vores tid." (Ingeniørens hermeneutiske tilgang: En kritik).

Og hvad med dette:
Men hvordan er det, at de kommer til dig for at dømme, mens de har Toraen, hvori Allahs dom er? Så vender de sig bort, [selv] efter det, men de er [faktisk] ikke troende.
Sandelig, Vi sendte Toraen ned, hvori der var vejledning og lys. Profeterne, der underkastede sig [Allah], dømte efter det for jøderne, ligesom rabbinerne og de lærde gjorde det, som de var betroet af Allahs Skrift, og de var vidner dertil. Så frygt ikke folket, men frygt Mig, og byt ikke mine vers til en lille pris. Og den, der ikke dømmer efter, hvad Allah har åbenbaret - så er det dem, der er de vantro.
Og Vi ordinerede for dem deri et liv for et liv, et øje for et øje, en næse for en næse, et øre for et øre, en tand for en tand, og for sår er lovlig gengældelse. Men den, der opgiver sin ret som velgørenhed, det er en soning for ham. Og den, der ikke dømmer efter, hvad Allah har åbenbaret - så er det dem, der er de forkerte.
Og vi sendte, i deres fodspor, Jesus, Marias søn, og bekræftede det, der kom før ham i Toraen, og Vi gav ham Evangeliet, hvori var vejledning og lys, og bekræftede det, der gik forud for Toraen som vejledning og instruktion til de retfærdige.
Og lad evangeliets folk dømme efter, hvad Allah har åbenbaret deri. Og den, der ikke dømmer efter, hvad Allah har åbenbaret - så er det dem, der er de trodsigt ulydige

Med hensyn til 5:43-48 finder jeg Muhammad Asads notater som en god forklaring på situationen.

Efter min forståelse er guddommelig åbenbaring ifølge Koranen en gradvis og kontinuerlig proces. Gennem denne proces har guddommeligheden gradvist afsløret sin vilje til menneskeheden og erstattet en dispensation med en anden i forhold til menneskehedens socio-intellektuelle udvikling og bragt den til sin kulmination i Koranens fulde budskab med dens konstant udfoldende betydninger:


2.1 Atomer, isotoper, ioner og molekyler: byggestenene

Ved slutningen af ​​dette afsnit vil du være i stand til at gøre følgende:

  • Definer stof og elementer
  • Beskriv sammenhængen mellem protoner, neutroner og elektroner
  • Sammenlign de måder, hvorpå elektroner kan doneres eller deles mellem atomer
  • Forklar de måder, hvorpå naturligt forekommende elementer kombineres for at skabe molekyler, celler, væv, organsystemer og organismer

På sit mest grundlæggende niveau består livet af stof. Stof er ethvert stof, der optager plads og har masse. Grundstoffer er unikke former for stof med specifikke kemiske og fysiske egenskaber, som ikke kan nedbrydes til mindre stoffer ved almindelige kemiske reaktioner. Der er 118 grundstoffer, men kun 98 forekommer naturligt. De resterende elementer er ustabile og kræver, at forskere syntetiserer dem i laboratorier.

Hvert grundstof er betegnet med dets kemiske symbol, som er et enkelt stort bogstav eller, når det første bogstav allerede er "taget" af et andet grundstof, en kombination af to bogstaver. Nogle grundstoffer følger den engelske betegnelse for grundstoffet, såsom C for kulstof og Ca for calcium. Andre grundstoffers kemiske symboler stammer fra deres latinske navne. For eksempel er symbolet for natrium Na, med henvisning til natrium, det latinske ord for natrium.

De fire grundstoffer, der er fælles for alle levende organismer, er oxygen (O), kulstof (C), brint (H) og nitrogen (N). I den ikke-levende verden findes grundstoffer i forskellige proportioner, og nogle grundstoffer, der er fælles for levende organismer, er relativt sjældne på jorden som helhed, som det fremgår af tabel 2.1. For eksempel er atmosfæren rig på nitrogen og ilt, men indeholder lidt kulstof og brint, mens jordskorpen, selvom den indeholder oxygen og en lille mængde brint, har lidt nitrogen og kulstof. På trods af deres forskelle i overflod, adlyder alle grundstoffer og de kemiske reaktioner mellem dem de samme kemiske og fysiske love, uanset om de er en del af den levende eller ikke-levende verden.

Element Liv (mennesker) Atmosfære Jordens skorpe
Ilt (O) 65% 21% 46%
Kulstof (C) 18% spore spore
Brint (H) 10% spore 0.1%
Nitrogen (N) 3% 78% spore

Atomets opbygning

For at forstå, hvordan grundstoffer kommer sammen, skal vi først diskutere grundstoffets mindste komponent eller byggesten, atomet. Et atom er den mindste stofenhed, der bevarer alle grundstoffets kemiske egenskaber. For eksempel har et guldatom alle guldets egenskaber, ligesom dets kemiske reaktivitet. En guldmønt er simpelthen et meget stort antal guldatomer støbt i form af en mønt og indeholder små mængder af andre elementer kendt som urenheder. Vi kan ikke nedbryde guldatomer til noget mindre, mens vi stadig bevarer guldets egenskaber.

Et atom er sammensat af to områder: kernen, som er i atomets centrum og indeholder protoner og neutroner. Atomets yderste område holder dets elektroner i kredsløb om kernen, som figur 2.2 illustrerer. Atomer indeholder protoner, elektroner og neutroner, blandt andre subatomære partikler. TDen mest almindelige isotop af brint (H) er den eneste undtagelse og er lavet af en proton og en elektron uden neutroner.

Protoner og neutroner har omtrent samme masse, omkring 1,67 × 10 -24 gram. Forskere definerer vilkårligt denne mængde masse som én atommasseenhed (amu) eller én Dalton, som tabel 2.2 viser. Selvom de er ens i masse, adskiller protoner og neutroner sig i deres elektriske ladning. En proton er positivt ladet, mens en neutron er uladet. Derfor bidrager antallet af neutroner i et atom væsentligt til dets masse, men ikke til dets ladning. Elektroner er meget mindre i masse end protoner og vejer kun 9,11 × 10 -28 gram, eller omkring 1/1800 af en atommasseenhed. Derfor bidrager de ikke meget til et grundstofs samlede atommasse. Derfor, når man overvejer atommasse, er det sædvanligt at ignorere massen af ​​​​elektroner og beregne atomets masse baseret på antallet af protoner og neutroner alene. Selvom det ikke er væsentlige bidragydere til massen, bidrager elektroner i høj grad til atomets ladning, da hver elektron har en negativ ladning svarende til protonens positive ladning. I uladede, neutrale atomer er antallet af elektroner, der kredser om kernen, lig med antallet af protoner inde i kernen. I disse atomer ophæver de positive og negative ladninger hinanden, hvilket fører til et atom uden nettoladning.

Regner med størrelsen af ​​protoner, neutroner og elektroner, er det meste af atomets volumen - større end 99 procent - tomt rum. Med alt dette tomme rum kan man spørge, hvorfor såkaldte faste genstande ikke bare passerer gennem hinanden. Grunden til, at de ikke gør det, er, at elektronerne, der omgiver alle atomer, er negativt ladede, og negative ladninger frastøder hinanden.

Atomnummer og masse

Atomer af hvert grundstof indeholder et karakteristisk antal protoner og elektroner. Antallet af protoner bestemmer et grundstofs atomnummer, som videnskabsmænd bruger til at skelne et grundstof fra et andet. Antallet af neutroner er variabelt, hvilket resulterer i isotoper, som er forskellige former for det samme atom, der kun varierer i antallet af neutroner, de besidder. Tilsammen bestemmer antallet af protoner og neutroner et grundstofs massetal, som figur 2.3 illustrerer. Bemærk, at vi ser bort fra det lille bidrag af masse fra elektroner ved beregning af massetallet. Vi kan bruge denne tilnærmelse af massen til nemt at beregne, hvor mange neutroner et grundstof har ved blot at trække antallet af protoner fra massetallet. Da et grundstofs isotoper vil have lidt forskellige massetal, bestemmer forskerne også atommassen, som er det beregnede gennemsnit af massetallet for dets naturligt forekommende isotoper. Ofte indeholder det resulterende tal en brøk. For eksempel er atommassen af ​​klor (Cl) 35,45, fordi klor er sammensat af flere isotoper, nogle (de fleste) med atommasse 35 (17 protoner og 18 neutroner) og nogle med atommasse 37 (17 protoner og 20 neutroner) .

Visuel forbindelse

Hvor mange neutroner har henholdsvis kulstof-12 og kulstof-13?

Isotoper

Isotoper er forskellige former for et grundstof, der har det samme antal protoner, men et forskelligt antal neutroner. Nogle grundstoffer - såsom kulstof, kalium og uran - har naturligt forekommende isotoper. Kulstof-12 indeholder seks protoner, seks neutroner og seks elektroner, derfor har det et massetal på 12 (seks protoner og seks neutroner). Kulstof-14 indeholder seks protoner, otte neutroner og seks elektroner, dens atommasse er 14 (seks protoner og otte neutroner). Disse to alternative former for kulstof er isotoper. Nogle isotoper kan udsende neutroner, protoner og elektroner og opnå en mere stabil atomkonfiguration (lavere niveau af potentiel energi), disse er radioaktive isotoper eller radioisotoper. Radioaktivt henfald (kulstof-14 henfalder for til sidst at blive til nitrogen-14) beskriver det energitab, der opstår, når et ustabilt atoms kerne frigiver stråling.

Evolution Connection

Carbon Dating

Kulstof er normalt til stede i atmosfæren i form af gasformige forbindelser som kuldioxid og metan. Carbon-14 ( 14 C) er en naturligt forekommende radioisotop, der skabes i atmosfæren fra atmosfærisk 14 N (nitrogen) ved tilsætning af en neutron og tab af en proton på grund af kosmiske stråler. Dette er en kontinuerlig proces, så der bliver altid skabt mere 14 C. Da en levende organisme oprindeligt inkorporerer 14 C som kuldioxid, der er fastgjort i fotosynteseprocessen, er den relative mængde af 14 C i dens krop lig med koncentrationen af ​​14 C i atmosfæren. Når en organisme dør, indtager den ikke længere 14 C, så forholdet mellem 14 C og 12 C vil falde, når 14 C henfalder gradvist til 14 N ved en proces, der kaldes beta-henfald - elektroner eller positronemission. Dette henfald udsender energi i en langsom proces.

Efter cirka 5.730 år vil halvdelen af ​​startkoncentrationen på 14 C konvertere tilbage til 14 N. Vi kalder den tid, det tager for halvdelen af ​​den oprindelige koncentration af en isotop at henfalde tilbage til dens mere stabile form for halveringstid. Fordi halveringstiden for 14 C er lang, bruger videnskabsmænd det til at datere tidligere levende genstande såsom gamle knogler eller træ. Ved at sammenligne forholdet mellem 14 C-koncentrationen i et objekt og mængden af ​​14 C i atmosfæren kan forskerne bestemme mængden af ​​isotopen, der endnu ikke er henfaldet. På baggrund af denne mængde viser figur 2.4, at vi med nøjagtighed kan beregne materialets alder, såsom pygmæmammutten, hvis den ikke er meget ældre end omkring 50.000 år. Andre grundstoffer har isotoper med forskellige halveringstider. For eksempel har 40 K (kalium-40) en halveringstid på 1,25 milliarder år, og 235 U (uran 235) har en halveringstid på omkring 700 millioner år. Ved at bruge radiometrisk datering kan videnskabsmænd studere alderen på fossiler eller andre rester af uddøde organismer for at forstå, hvordan organismer har udviklet sig fra tidligere arter.

Link til læring

For at lære mere om atomer, isotoper og hvordan man skelner en isotop fra en anden, kør simuleringen.

Det periodiske system

Det periodiske system organiserer og viser forskellige elementer. Tabellen blev udtænkt af den russiske kemiker Dmitri Mendeleev (1834-1907) i 1869 og grupperer elementer, der, selv om de er unikke, deler visse kemiske egenskaber med andre grundstoffer. Grundstoffernes egenskaber er ansvarlige for deres fysiske tilstand ved stuetemperatur: de kan være gasser, faste stoffer eller væsker. Grundstoffer har også specifik kemisk reaktivitet, evnen til at kombinere og til at binde sig kemisk med hinanden.

I det periodiske system i figur 2.5 er grundstofferne organiseret og vist efter deres atomnummer og er arrangeret i en række rækker og kolonner baseret på fælles kemiske og fysiske egenskaber. Ud over at angive atomnummeret for hvert grundstof, viser det periodiske system også grundstoffets atommasse. Ser man på kulstof, vises dets symbol (C) og navn, såvel som dets atomnummer på seks (i øverste venstre hjørne) og dets atommasse på 12,01.

Det periodiske system grupperer grundstoffer efter kemiske egenskaber. Forskere baserer forskellene i kemisk reaktivitet mellem grundstofferne på antallet og den rumlige fordeling af et atoms elektroner. Atomer, der kemisk reagerer og binder sig til hinanden, danner molekyler. Molekyler er simpelthen to eller flere atomer kemisk bundet sammen. Logisk, når to atomer binder sig kemisk til et molekyle, kommer deres elektroner, som danner den yderste region af hvert atom, først sammen, da atomerne danner en kemisk binding.

Elektronskaller og Bohr-modellen

Bemærk, at der er en sammenhæng mellem antallet af protoner i et grundstof, det atomnummer, der adskiller et grundstof fra et andet, og antallet af elektroner, det har. I alle elektrisk neutrale atomer er antallet af elektroner det samme som antallet af protoner. Således har hvert element, i det mindste når det er elektrisk neutralt, et karakteristisk antal elektroner svarende til dets atomnummer.

I 1913 udviklede den danske videnskabsmand Niels Bohr (1885-1962) en tidlig model af atomet.Bohr-modellen viser atomet som en central kerne indeholdende protoner og neutroner, med elektronerne i cirkulære orbitaler i bestemte afstande fra kernen, som figur 2.6 illustrerer. Disse baner danner elektronskaller eller energiniveauer, som er en måde at visualisere antallet af elektroner i de yderste skaller. Disse energiniveauer er angivet med et tal og symbolet "n." For eksempel repræsenterer 1n det første energiniveau placeret tættest på kernen.

Elektroner fylder orbitaler i en konsistent rækkefølge: først fylder de orbitaler tættest på kernen, derefter fortsætter de med at fylde orbitaler med stigende energi længere fra kernen. Hvis der er flere orbitaler med samme energi, fyldes de med en elektron i hvert energiniveau, før de tilføjer en anden elektron. Elektronerne i det yderste energiniveau bestemmer atomets energetiske stabilitet og dets tendens til at danne kemiske bindinger med andre atomer for at danne molekyler.

Under standardbetingelser fylder atomer de indre skaller først, hvilket ofte resulterer i et variabelt antal elektroner i den yderste skal. Den inderste skal har maksimalt to elektroner, men de næste to elektronskaller kan hver have maksimalt otte elektroner. Dette er kendt som oktetreglen, som siger, med undtagelse af den inderste skal, at atomer er mere stabile energimæssigt, når de har otte elektroner i deres valensskal, den yderste elektronskal. Figur 2.7 viser eksempler på nogle neutrale atomer og deres elektronkonfigurationer. Bemærk, at i figur 2.7 har helium en komplet ydre elektronskal, hvor to elektroner fylder dens første og eneste skal. På samme måde har neon en komplet ydre 2n-skal indeholdende otte elektroner. I modsætning hertil har klor og natrium henholdsvis syv og en i deres ydre skal, men teoretisk ville de være mere energimæssigt stabile, hvis de fulgte oktetreglen og havde otte.

Visuel forbindelse

Et atom kan give, tage eller dele elektroner med et andet atom for at opnå en fuld valensskal, den mest stabile elektronkonfiguration. Når man ser på denne figur, hvor mange elektroner skal elementer i gruppe 1 miste for at opnå en stabil elektronkonfiguration? Hvor mange elektroner skal elementer i gruppe 14 og 17 til at få for at opnå en stabil konfiguration?

At forstå, at det periodiske systems organisation er baseret på det samlede antal protoner (og elektroner), hjælper os med at vide, hvordan elektroner fordeler sig mellem skallerne. Det periodiske system er arrangeret i kolonner og rækker baseret på antallet af elektroner og deres placering. Undersøg nærmere nogle af elementerne i tabellens yderste højre kolonne i figur 2.5. Gruppe 18 atomer helium (He), neon (Ne) og argon (Ar) har alle fyldte ydre elektronskaller, hvilket gør det unødvendigt for dem at dele elektroner med andre atomer for at opnå stabilitet. De er meget stabile som enkelte atomer. Fordi de er ikke-reaktive, opfinder videnskabsmænd dem inerte (eller ædelgasser). Sammenlign dette med gruppe 1-elementerne i venstre kolonne. Disse grundstoffer, herunder brint (H), lithium (Li) og natrium (Na), har alle en elektron i deres yderste skal. Det betyder, at de kan opnå en stabil konfiguration og en fyldt ydre skal ved at donere eller dele en elektron med et andet atom eller et molekyle såsom vand. Hydrogen vil donere eller dele sin elektron for at opnå denne konfiguration, mens lithium og natrium vil donere deres elektron for at blive stabil. Som et resultat af at miste en negativt ladet elektron, bliver de positivt ladede ioner. Gruppe 17 grundstoffer, inklusive fluor og klor, har syv elektroner i deres yderste skal, så de har en tendens til at fylde denne skal med en elektron fra andre atomer eller molekyler, hvilket gør dem negativt ladede ioner. Gruppe 14 grundstoffer, hvoraf kulstof er det vigtigste for levende systemer, har fire elektroner i deres ydre skal, hvilket giver dem mulighed for at lave flere kovalente bindinger (diskuteret nedenfor) med andre atomer. Således repræsenterer det periodiske systems kolonner den potentielle delte tilstand af disse elementers ydre elektronskaller, der er ansvarlige for deres lignende kemiske egenskaber.

Elektron orbitaler

Selvom det er nyttigt at forklare reaktiviteten og den kemiske binding af visse grundstoffer, afspejler Bohr-modellen ikke nøjagtigt, hvordan elektroner rumligt fordeler sig omkring kernen. De kredser ikke om kernen, som jorden kredser om solen, men vi finder dem i elektronorbitaler. Disse relativt komplekse former skyldes det faktum, at elektroner ikke bare opfører sig som partikler, men også som bølger. Matematiske ligninger fra kvantemekanikken, som videnskabsmænd kalder bølgefunktioner, kan inden for et vist niveau af sandsynlighed forudsige, hvor en elektron kan være på et givet tidspunkt. Forskere kalder det område, hvor en elektron med størst sandsynlighed findes, for dets orbital.

Husk på, at Bohr-modellen afbilder et atoms elektronskalkonfiguration. Inden for hver elektronskal er der underskaller, og hver underskal har et specificeret antal orbitaler, der indeholder elektroner. Selvom det er umuligt at beregne nøjagtigt en elektrons placering, ved forskerne, at den højst sandsynligt er placeret inden for dens bane. Brevene, s, d, og f udpege underskallene. Det s subshell er sfærisk i form og har en orbital. Principal shell 1n har kun en enkelt s orbital, som kan rumme to elektroner. Principal shell 2n har en s og en s subshell, og kan rumme i alt otte elektroner. Det s subshell har tre håndvægt-formede orbitaler, som figur 2.8 illustrerer. Subshells d og f har mere komplekse former og indeholder henholdsvis fem og syv orbitaler. Vi viser ikke disse på illustrationen. Principal shell 3n har s, s, og d subshells og kan rumme 18 elektroner. Principal shell 4n har s, s, d og f orbitaler og kan rumme 32 elektroner. Når man bevæger sig væk fra kernen, øges antallet af elektroner og orbitaler i energiniveauerne. Går vi frem fra et atom til det næste i det periodiske system, kan vi bestemme elektronstrukturen ved at passe en ekstra elektron ind i den næste tilgængelige orbital.

Den nærmeste orbital til kernen, 1s orbitalen, kan indeholde op til to elektroner. Denne orbital svarer til Bohr-modellens inderste elektronskal. Forskere kalder det 1s orbital, fordi den er sfærisk omkring kernen. Den 1s orbital er den nærmeste orbital til kernen, og den fyldes altid først, før nogen anden orbital fyldes. Brint har en elektron, derfor optager det kun et sted inden for 1s orbital. Vi betegner dette som 1s 1, hvor det overskrevne 1 refererer til den ene elektron i 1'erens orbital. Helium har to elektroner, derfor kan det fylde 1s orbital med sine to elektroner. Vi betegner dette som 1s 2, med henvisning til de to elektroner af helium i 1s orbital. På det periodiske system Figur 2.5 er brint og helium de eneste to grundstoffer i den første række (periode). Dette skyldes, at de kun har elektroner i deres første skal, 1s orbital. Brint og helium er de eneste to grundstoffer, der har 1s og ingen andre elektronorbitaler i den elektrisk neutrale tilstand.

Den anden elektronskal kan indeholde otte elektroner. Denne skal indeholder en anden sfærisk s orbital og tre "håndvægte" formet s orbitaler, som hver kan rumme to elektroner, som figur 2.8 viser. Efter den 1s orbital fylder, den anden elektronskal fyldes, først fylder dens 2s orbital og derefter dens tre s orbitaler. Når du fylder s orbitaler, hver tager en enkelt elektron. En gang hver s orbital har en elektron, kan det tilføje et sekund. Lithium (Li) indeholder tre elektroner, der optager den første og anden skal. To elektroner fylder 1s orbital, og den tredje elektron fylder så 2s orbital. Dens elektronkonfiguration er 1s 2 2s 1 . Neon (Ne) har alternativt i alt ti elektroner: to er i dens inderste 1s orbital og otte fylder dens anden skal (to hver i 2s og tre s orbitaler). Det er således en inert gas og energimæssigt stabil som et enkelt atom, der sjældent vil danne en kemisk binding med andre atomer. Større elementer har yderligere orbitaler, der omfatter den tredje elektronskal. Mens begreberne elektronskaller og orbitaler er tæt beslægtede, giver orbitaler en mere nøjagtig afbildning af et atoms elektronkonfiguration, fordi orbitalmodellen specificerer de forskellige former og specielle orienteringer af alle de steder, som elektroner kan besætte.

Link til læring

Se denne visuelle animation for at se det rumlige arrangement af p og s orbitaler.

Kemiske reaktioner og molekyler

Alle grundstoffer er mest stabile, når deres yderste skal er fyldt med elektroner efter oktetreglen. Dette skyldes, at det er energetisk gunstigt for atomer at være i den konfiguration, og det gør dem stabile. Men da ikke alle grundstoffer har nok elektroner til at fylde deres yderste skaller, danner atomer kemiske bindinger med andre atomer, hvorved de opnår de elektroner, de har brug for for at opnå en stabil elektronkonfiguration. Når to eller flere atomer binder sig kemisk til hinanden, er den resulterende kemiske struktur et molekyle. Det velkendte vandmolekyle, H2O, består af to hydrogenatomer og et oxygenatom. Disse bindes sammen og danner vand, som figur 2.9 illustrerer. Atomer kan danne molekyler ved at donere, acceptere eller dele elektroner for at fylde deres ydre skaller.

Kemiske reaktioner opstår, når to eller flere atomer binder sammen for at danne molekyler, eller når bundne atomer går i stykker. Forskere kalder de stoffer, der bruges i begyndelsen af ​​en kemisk reaktion, for reaktanter (normalt på venstre side af en kemisk ligning), og vi kalder stofferne i slutningen af ​​reaktionen for produkter (normalt på højre side af en kemisk ligning). Vi tegner typisk en pil mellem reaktanterne og produkterne for at angive den kemiske reaktions retning. Denne retning er ikke altid en ensrettet gade. For at skabe vandmolekylet ovenfor ville den kemiske ligning være:

Et eksempel på en simpel kemisk reaktion er at nedbryde hydrogenperoxidmolekyler, som hver består af to hydrogenatomer bundet til to oxygenatomer (H2O2). Reaktanten hydrogenperoxid nedbrydes til vand, der indeholder et oxygenatom bundet til to hydrogenatomer (H2O), og oxygen, som består af to bundne oxygenatomer (O2). I nedenstående ligning inkluderer reaktionen to hydrogenperoxidmolekyler og to vandmolekyler. Dette er et eksempel på en afbalanceret kemisk ligning, hvor hvert elements antal atomer er det samme på hver side af ligningen. Ifølge loven om bevaring af stof skal antallet af atomer før og efter en kemisk reaktion være ens, således at ingen atomer under normale omstændigheder skabes eller ødelægges.

Selvom alle reaktanter og produkter af denne reaktion er molekyler (hvert atom forbliver bundet til mindst et andet atom), i denne reaktion er kun hydrogenperoxid og vand repræsentanter for forbindelser: de indeholder atomer af mere end én type grundstof. Molekylær oxygen består alternativt, som figur 2.10 viser, af to dobbeltbundne oxygenatomer og er ikke klassificeret som en forbindelse, men som et homonukleært molekyle.

Nogle kemiske reaktioner, såsom den ovenfor, kan fortsætte i én retning, indtil de opbruger alle reaktanterne. De ligninger, der beskriver disse reaktioner, indeholder en ensrettet pil og er irreversible. Reversible reaktioner er dem, der kan gå i begge retninger. I reversible reaktioner bliver reaktanter til produkter, men når produktets koncentration overskrider en vis tærskel (karakteristisk for den særlige reaktion), omdannes nogle af disse produkter tilbage til reaktanter. På dette tidspunkt vender produkt- og reaktantbetegnelserne om. Dette fortsætter frem og tilbage, indtil der opstår en vis relativ balance mellem reaktanter og produkter - en tilstand kaldet ligevægt. En kemisk ligning med en dobbelthovedet pil, der peger mod både reaktanterne og produkterne, betegner ofte disse reversible reaktionssituationer.

For eksempel binder overskydende hydrogenioner (H+) i menneskeblod til bicarbonationer (HCO3 - ) danner en ligevægtstilstand med kulsyre (H2CO3). Hvis vi tilføjede kulsyre til dette system, ville noget af det omdannes til bicarbonat- og hydrogenioner.

Imidlertid opnår biologiske reaktioner sjældent ligevægt, fordi koncentrationerne af reaktanterne eller produkterne eller begge dele konstant ændrer sig, ofte med en reaktions produkt en reaktant for en anden. For at vende tilbage til eksemplet med overskydende brintioner i blodet, vil dannelse af kulsyre være reaktionens hovedretning. Kulsyren kan dog også forlade kroppen som kuldioxidgas (via udånding) i stedet for at omdannes tilbage til bikarbonation, og dermed drive reaktionen til højre ved massehandlingsloven. Disse reaktioner er vigtige for at opretholde homeostase i vores blod.

Ioner og ioniske bindinger

Nogle atomer er mere stabile, når de får eller mister en elektron (eller muligvis to) og danner ioner. Dette fylder deres yderste elektronskal og gør dem energimæssigt mere stabile. Fordi antallet af elektroner ikke er lig med antallet af protoner, har hver ion en nettoladning. Kationer er positive ioner, der dannes ved at miste elektroner. Negative ioner dannes ved at få elektroner, som vi kalder anioner. Vi betegner anioner ved deres grundstofnavn og ændrer slutningen til "-ide", således er anionen af ​​chlor chlorid, og anionen af ​​svovl er sulfid.

Forskere omtaler denne bevægelse af elektroner fra et grundstof til et andet som elektronoverførsel. Som figur 2.11 illustrerer, har natrium (Na) kun én elektron i sin ydre elektronskal. Det kræver mindre energi for natrium at donere den ene elektron, end det gør at acceptere syv flere elektroner for at fylde den ydre skal. Hvis natrium mister en elektron, har den nu 11 protoner, 11 neutroner og kun 10 elektroner, hvilket efterlader den med en samlet ladning på +1. Vi omtaler det nu som en natriumion. Klor (Cl) i sin laveste energitilstand (kaldet grundtilstand) har syv elektroner i sin ydre skal. Igen er det mere energieffektivt for klor at få én elektron end at miste syv. Derfor har den en tendens til at få en elektron for at skabe en ion med 17 protoner, 17 neutroner og 18 elektroner, hvilket giver den en netto negativ (–1) ladning. Vi omtaler det nu som en chloridion. I dette eksempel vil natrium donere sin ene elektron for at tømme dens skal, og klor vil acceptere den elektron for at fylde dens skal. Begge ioner opfylder nu oktetreglen og har fuldstændige yderste skaller. Fordi antallet af elektroner ikke længere er lig med antallet af protoner, er hver nu en ion og har en +1 (natriumkation) eller -1 (chloridanion) ladning. Bemærk, at disse transaktioner normalt kun kan finde sted samtidigt: For at et natriumatom skal miste en elektron, skal det være i nærværelse af en passende recipient som et kloratom.

Ionbindinger dannes mellem ioner med modsatte ladninger. For eksempel binder positivt ladede natriumioner og negativt ladede chloridioner sammen for at danne krystaller af natriumchlorid eller bordsalt, hvilket skaber et krystallinsk molekyle med nul nettoladning.

Fysiologer omtaler visse salte som elektrolytter (inklusive natrium, kalium og calcium), ioner nødvendige for nerveimpulsledning, muskelsammentrækninger og vandbalance. Mange sportsdrikke og kosttilskud giver disse ioner til at erstatte dem, der mistes fra kroppen via svedtendens under træning.

Kovalente bindinger og andre bindinger og interaktioner

En anden måde at opfylde oktetreglen på er ved at dele elektroner mellem atomer for at danne kovalente bindinger. Disse bindinger er stærkere og meget mere almindelige end ionbindinger i levende organismers molekyler. Vi finder almindeligvis kovalente bindinger i kulstofbaserede organiske molekyler, såsom vores DNA og proteiner. Vi finder også kovalente bindinger i uorganiske molekyler som H2Åh, CO2, og O2. Bindingerne kan dele et, to eller tre par elektroner, hvilket danner henholdsvis enkelt-, dobbelt- og tredobbeltbindinger. Jo flere kovalente bindinger mellem to atomer, jo stærkere er deres forbindelse. Tredobbeltbindinger er således de stærkeste.

Styrken af ​​forskellige niveauer af kovalent binding er en af ​​hovedårsagerne til, at levende organismer har svært ved at erhverve nitrogen til brug ved konstruktion af deres molekyler, selvom molekylært nitrogen, N2, er den mest udbredte gas i atmosfæren. Molekylært nitrogen består af to nitrogenatomer, der er tredobbelt bundet til hinanden, og som med alle molekyler giver deling af disse tre elektronpar mellem de to nitrogenatomer mulighed for at fylde deres ydre elektronskaller, hvilket gør molekylet mere stabilt end de individuelle nitrogenatomer. Denne stærke tredobbelte binding gør det vanskeligt for levende systemer at bryde dette nitrogen fra hinanden for at bruge det som bestanddele af proteiner og DNA.

Dannelse af vandmolekyler giver et eksempel på kovalent binding. Kovalente bindinger binder brint- og oxygenatomerne, der kombineres og danner vandmolekyler, som figur 2.9 viser. Elektronen fra brinten deler sin tid mellem brintatomernes ufuldstændige ydre skal og oxygenatomernes ufuldstændige ydre skal. For helt at fylde iltens ydre skal, som har seks elektroner, men som ville være mere stabil med otte, skal der to elektroner (en fra hvert brintatom) til: derfor den velkendte formel H2O. De to elementer deler elektronerne for at fylde den ydre skal af hver, hvilket gør begge elementer mere stabile.

Link til læring

Se denne korte video for at se en animation af ionisk og kovalent binding.

Polære kovalente bindinger

Der er to typer kovalente bindinger: polære og ikke-polære. I en polær kovalent binding viser figur 2.12, at atomer deler elektronerne ulige og tiltrækkes mere af den ene kerne end den anden. På grund af den ulige elektronfordeling mellem atomerne i forskellige grundstoffer, er en let positiv (δ+) eller lidt negativ (δ–) ladning udvikler sig. Denne delladning er en vigtig egenskab ved vand og tegner sig for mange af dets egenskaber.

Vand er et polært molekyle, hvor brintatomerne får en delvis positiv ladning og ilten en delvis negativ ladning. Dette sker, fordi oxygenatomets kerne er mere attraktiv for brintatomernes elektroner, end brintkernen er for oxygenets elektroner. Ilt har således en højere elektronegativitet end brint, og de fælles elektroner tilbringer mere tid i nærheden af ​​iltkernen end brintatomernes kerne, hvilket giver ilt- og brintatomerne henholdsvis svagt negative og positive ladninger.En anden måde at sige dette på er, at sandsynligheden for at finde en delt elektron nær en iltkerne er mere sandsynlig end at finde den nær en brintkerne. Uanset hvad, bidrager atomets relative elektronegativitet til at udvikle partielle ladninger, når det ene element er væsentligt mere elektronegativt end det andet, og ladningerne, som disse polære bindinger genererer, kan derefter bruges til at danne brintbindinger baseret på tiltrækning af modsatte partielle ladninger. (Brintbindinger, som vi diskuterer i detaljer nedenfor, er svage bindinger mellem svagt positivt ladede brintatomer til svagt negativt ladede atomer i andre molekyler.) Da makromolekyler ofte har atomer i sig, der adskiller sig i elektronegativitet, er polære bindinger ofte til stede i organiske molekyler. .

Ikke-polære kovalente bindinger

Ikke-polære kovalente bindinger dannes mellem to atomer af det samme grundstof eller mellem forskellige grundstoffer, der deler elektroner ligeligt. For eksempel molekylær oxygen (O2) er upolær, fordi elektronerne fordeler sig ligeligt mellem de to oxygenatomer.

Figur 2.12 viser også et andet eksempel på en ikke-polær kovalent binding - methan (CH4). Kulstof har fire elektroner i sin yderste skal og skal bruge fire mere for at fylde det. Det opnår disse fire fra fire brintatomer, hvert atom giver et, hvilket danner en stabil ydre skal på otte elektroner. Kulstof og brint har ikke den samme elektronegativitet, men ligner hinanden, så der dannes ikke-polære bindinger. Brintatomerne har hver især brug for en elektron til deres yderste skal, som fyldes, når den indeholder to elektroner. Disse elementer deler elektronerne ligeligt mellem carbonerne og brintatomerne, hvilket skaber et ikke-polært kovalent molekyle.

Hydrogenbindinger og Van Der Waals-interaktioner

Ioniske og kovalente bindinger mellem grundstoffer kræver energi for at bryde. Ionbindinger er ikke så stærke som kovalente, hvilket bestemmer deres adfærd i biologiske systemer. Imidlertid er ikke alle bindinger ioniske eller kovalente bindinger. Der kan også dannes svagere bindinger mellem molekyler. To svage bindinger, der forekommer hyppigt, er hydrogenbindinger og van der Waals-interaktioner. Uden disse to typer bånd ville livet, som vi kender det, ikke eksistere. Hydrogenbindinger giver mange af de kritiske, livsopretholdende egenskaber ved vand og stabiliserer også strukturerne af proteiner og DNA, cellernes byggesten.

Når polære kovalente bindinger, der indeholder hydrogen, dannes, har brinten i den binding en let positiv ladning, fordi hydrogens elektron trækkes stærkere mod det andet element og væk fra brinten. Fordi brinten er svagt positiv, vil den blive tiltrukket af naboladninger. Når dette sker, sker der en svag vekselvirkning mellem brinten δ + fra et molekyle og molekylets δ – ladning på et andet molekyle med de mere elektronegative atomer, normalt oxygen. Forskere kalder denne interaktion en hydrogenbinding. Denne type binding er almindelig og forekommer regelmæssigt mellem vandmolekyler. Individuelle hydrogenbindinger er svage og brydes let, men de forekommer i meget stort antal i vand og i organiske polymerer, hvilket skaber en stor kraft i kombination. Hydrogenbindinger er også ansvarlige for at lyne DNA-dobbelthelixen sammen.

Ligesom hydrogenbindinger er van der Waals-interaktioner svage attraktioner eller interaktioner mellem molekyler. Van der Waals-attraktioner kan forekomme mellem to eller flere molekyler og er afhængige af små fluktuationer af elektrontæthederne, som ikke altid er symmetriske omkring et atom. For at disse attraktioner kan ske, skal molekylerne være meget tæt på hinanden. Disse bindinger – sammen med ioniske, kovalente og hydrogenbindinger – bidrager til proteinernes tredimensionelle struktur i vores celler, som er nødvendig for deres korrekte funktion.

Karriereforbindelse

Farmaceutisk kemiker

Farmaceutiske kemikere er ansvarlige for at udvikle nye lægemidler og forsøge at bestemme virkningsmåden for både gamle og nye lægemidler. De er involveret i hvert trin i lægemiddeludviklingsprocessen. Vi kan finde stoffer i det naturlige miljø, eller vi kan syntetisere dem i laboratoriet. I mange tilfælde ændrer kemikere potentielle lægemidler fra naturen kemisk i laboratoriet for at gøre dem sikrere og mere effektive, og nogle gange erstatter syntetiske versioner af lægemidler den version, vi finder i naturen.

Efter et lægemiddels første opdagelse eller syntese, udvikler kemikeren stoffet, måske ændrer det kemisk, tester det for at se, om det er giftigt, og designer derefter metoder til effektiv produktion i stor skala. Derefter begynder processen med at godkende lægemidlet til menneskelig brug. I USA varetager Food and Drug Administration (FDA) lægemiddelgodkendelse. Dette involverer en række eksperimenter i stor skala med mennesker for at sikre, at stoffet ikke er skadeligt og effektivt behandler den tilstand, det er beregnet til. Denne proces tager ofte flere år og kræver deltagelse af læger og videnskabsmænd, foruden kemikere, for at gennemføre testning og opnå godkendelse.

Et eksempel på et lægemiddel, der oprindeligt blev opdaget i en levende organisme, er Paclitaxel (Taxol), et lægemiddel mod kræft, der bruges til at behandle brystkræft. Dette stof blev opdaget i barken på det stillehavstakstræ. Et andet eksempel er aspirin, oprindeligt isoleret fra piletræbark. At finde stoffer betyder ofte at teste hundredvis af prøver af planter, svampe og andre former for liv for at se, om de indeholder biologisk aktive forbindelser. Nogle gange kan traditionel medicin give moderne medicin fingerpeg om, hvor man kan finde en aktiv forbindelse. For eksempel har menneskeheden brugt pilebark til at lave medicin i tusinder af år, der går tilbage til det gamle Egypten. Det var dog først i slutningen af ​​1800-tallet, at videnskabsmænd og medicinalfirmaer oprensede og markedsførte aspirinmolekylet, acetylsalicylsyre, til menneskelig brug.

Lejlighedsvis har lægemidler udviklet til én anvendelse uforudsete virkninger, der tillader brug på andre, ikke-relaterede måder. For eksempel udviklede videnskabsmænd oprindeligt lægemidlet minoxidil (Rogaine) til behandling af forhøjet blodtryk. Da de blev testet på mennesker, bemærkede forskere, at personer, der tog stoffet, ville få nyt hår. Til sidst markedsførte medicinalfirmaet lægemidlet til mænd og kvinder med skaldethed for at genoprette tabt hår.

En farmaceutisk kemikers karriere kan involvere detektivarbejde, eksperimenter og lægemiddeludvikling, alt sammen med det mål at gøre mennesker sundere.


IPCC Klimaændringer 2001: Det videnskabelige grundlag (red. Houghton, J. T. et al.) (Cambridge Univ. Press, 2001).

IPCC Klimaændringer 2007: Det fysiske videnskabelige grundlag (red Solomon, S. et al.) (Cambridge Univ. Press, 2007).

Biro, P. A., Beckmann, C. & Stamps, J. A. Små temperaturstigninger inden for dagen påvirker dristighed og ændrer personlighed hos koralrevsfisk. Proc. R. Soc. B. 277, 71–77 (2010).

Brodie, E. D. & Russell, N. H. Konsistensen af ​​individuelle forskelle i adfærd: temperatureffekter på antipredatoradfærd hos strømpebåndsslanger. Anim. Opfør dig. 57, 445–451 (1999).

Parmesan, C. & Yohe, G. Et globalt sammenhængende fingeraftryk af klimaændringspåvirkninger på tværs af naturlige systemer. Natur 421, 37–42 (2003). En omfattende gennemgang af fonologiske ændringer som reaktion på klimaændringer.

Parolin, P., Lucas, C., Piedade, M. T. F. & Wittmann, F. Tørkeresponser fra oversvømmelsestolerante træer i Amazonas flodsletter. Ann. Bot. 105, 129–139 (2010).

Bizer, J. R. Væksthastigheder og størrelse ved metamorfose af høje populationer af Ambystoma tigrinum. Økologi 34, 175–184 (1978).

Irie, T. & Fischer, K. Ektotermer med et kalkholdigt eksoskelet følger temperaturstørrelsesreglen-beviser fra feltundersøgelse. Mar. Ecol. Prog. Ser. 385, 33–37 (2009).

Bickford, D., Sheridan, J. A. & Howard, S. D. Klimaændringsreaktioner: Glemmer du frøer, bregner og fluer? Trends Ecol. Evol. http://dx.doi.org/10.1016/j.tree.2011.06.016 (2011).

Daufresne, M., Lengfellner, K. & Sommer, U. Global opvarmning gavner de små i akvatiske økosystemer. Proc. Natl Acad. Sci. USA 106, 12788–12793 (2009). En af de første artikler, der foreslår en sammenhæng mellem klimaopvarmning og reduceret kropsstørrelse.

Gardner, J. L., Peters, A., Kearney, M. R., Joseph, L. & Heinsohn, R. Faldende kropsstørrelse: en tredje universel reaktion på opvarmning? Trends Ecol. Evol. 26, 285–291 (2011). En gennemgang af tendenserne i størrelsesreduktioner forbundet med klimaændringer, med fokus på fugle og andre endotermer.

Smith, J. J., Hasiotis, S. T., Kraus, M. J. & Woody, D. T. Forbigående dværgvækst af jordfauna under Palæocæn-Eocæn termisk maksimum. Proc. Natl Acad. Sci. USA 106, 17655–17660 (2009).

Hadly, E. A., Kohn, M. H., Leonard, J. A. & Wayne, R. K. En genetisk optegnelse over populationsisolation hos lommegofer under holocæn klimaændring. Proc. Natl Acad. Sci. USA 95, 6893–6896 (1998).

Blois, J. L., Feranec, R. S. & Hadly, E. A. Miljømæssige påvirkninger på rumlige og tidsmæssige mønstre af kropsstørrelsesvariation i californiske jordegern (Spermophilus beecheyi). J. Biogeogr. 35, 602–613 (2008).

Finkel, Z. V., Katz, M. E., Wright, J. D., Schofield, O. M. E. & Falkowski, P. G. Klimatisk drevne makroevolutionære mønstre i størrelsen af ​​marine kiselalger over Cenozoic. Proc. Natl Acad. Sci. USA 102, 8927–8932 (2005).

Smith, F. A., Betancourt, J. L. & Brown, J. H. Udvikling af kropsstørrelse i skovrotten i løbet af de sidste 25.000 år med klimaændringer. Videnskab 270, 2012–2014 (1995).

Jokiel, P.L. et al. Havforsuring og forkalkning af revorganismer: en mesokosmos undersøgelse. Koralrev 27, 473–483 (2008).

Ries, J. B., Cohen, A. L. & McCorkle, D. C. Marine calcifiers udviser blandede reaktioner på CO2-induceret havforsuring. Geologi 37, 1131–1134 (2009).

Gooding, R. A., Harley, C. D. G. & Tang, E. Forhøjet vandtemperatur og kuldioxidkoncentration øger væksten af ​​en keystone pighud. Proc. Natl Acad. Sci. USA 106, 9316–9321 (2009).

Shi, D., Xu, Y., Hopkinson, B. M. & Morel, F. M. M. Effekt af havforsuring på jerntilgængeligheden til marine planteplankton. Videnskab 327, 676–679 (2010).

Hovenden, M. J. et al. Opvarmning og forhøjet CO2 påvirker forholdet mellem frømasse, spireevne og kimplantevækst i Austrodanthonia caespitosa, et dominerende australsk græs. Glob. Skift Biol. 14, 1633–1641 (2008).

Kim, S.H. et al. Temperaturafhængighed af vækst, udvikling og fotosyntese i majs under forhøjet CO2. Environ. Exp. Bot. 61, 224–236 (2007).

Ledesma, N. A., Nakata, M. & Sugiyama, N. Effekt af højtemperaturstress på den reproduktive vækst af jordbær-cvs. 'Nyoho' og 'Toyonoka'. Sci. Hortic. 116, 186–193 (2008).

Utsunomiya, N. Effekt af temperatur på skudvækst, blomstring og frugtvækst af lilla passionsfrugt (Passiflora edulis Sims var. edulis). Sci. Hortic. 52, 63–68 (1992).

Williamson, C. E., Grad, G., De Lange, H. J., Gilroy, S. & Karapelou, D. M. Temperaturafhængige ultraviolette reaktioner i zooplankton: Implikationer af klimaændringer. Limnol. Oceanogr. 47, 1844–1848 (2002).

Desai, A. S. & Singh, R. K. Virkningerne af vandtemperatur og rationstørrelse på vækst og kropssammensætning af yngel af almindelig karpe, Cyprinus carpio. J. Therm. Biol. 34, 276–280 (2009).

Sahin, T. Effekt af vandtemperatur på væksten af ​​rugeri opdrættet Sortehavs pighvar, Scophthalmus maximus (Linnæus, 1758). Turk. J. Zool. 25, 183–186 (2001).

Stillwell, R. C. & Fox, C. W. Geografisk variation i kropsstørrelse, seksuel størrelse dimorfi og fitnesskomponenter af en frøbille: lokal tilpasning versus fænotypisk plasticitet. Oikos 118, 703–712 (2009).

Vincent, G., de Foresta, H. & Mulia, R. Samtidigt forekommende træarter viser kontrasterende følsomhed over for ENSO-relaterede tørker i plantede dipterocarp-skove. Forest Ecol. Styre. 258, 1316–1322 (2009).

Brady, L. D. & Griffiths, R. A. Udviklingsmæssige reaktioner på damudtørring i haletudser fra de britiske anuran-padder (Bufo bufo, B. calamita og Rana temporaria). J. Zool. 252, 61–69 (2000).

Crump, M. L. Effekt af habitattørring på udviklingstid og størrelse ved metamorfose i Hyla pseudopuma. Copeia 1989, 794–797 (1989).

Denver, R. J., Mirhadi, N. & Phillips, M. Adaptiv plasticitet i amfibiemetamorfose: Respons af Scaphiopus hammondii haletudser til habitatudtørring. Økologi 79, 1859–1872 (1998).

Yom-Tov, Y. & Geffen, E. Geografisk variation i kropsstørrelse: virkningerne af omgivende temperatur og nedbør. Økologi 148, 213–218 (2006).

Jacoby, G. C. & Darrigo, R. D. Træringbredde og tæthed: bevis på klimatiske og potentielle skovændringer i Alaska. Glob. Biogeochem. Cykler 9, 227–234 (1995).

Reich, P.B. et al. Nitrogenbegrænsning begrænser bæredygtigheden af ​​økosystemets reaktion på CO2. Natur 440, 922–925 (2006).

Barber, V. A., Juday, G. P. & Finney, B. P. Reduceret vækst af hvidgran fra Alaska i det tyvende århundrede fra temperatur-induceret tørkestress. Natur 405, 668–673 (2000).

Franks, S. J. & Weis, A. E. En ændring i klimaet forårsager hurtig udvikling af flere livshistorietræk og deres interaktioner i en etårig plante. J. Evol. Biol. 21, 1321–1334 (2008).

Reading, C. J. Forbinder global opvarmning til paddefald gennem dens virkninger på kvindelig kropstilstand og overlevelse. Økologi 151, 125–131 (2007).

Loehr, V. J. T., Hofmeyr, M. D. & Henen, B. T. Vokser og krymper i den mindste skildpadde, Homopus signatus signatus: vigtigheden af ​​regn. Økologi 153, 479–488 (2007).

Wikelski, M. & Thom, C. Marineleguaner skrumper for at overleve El Niño. Natur 403, 37–38 (2000).

Gardner, J. L., Heinsohn, R. & Joseph, L. Skiftende breddegrader i fuglenes kropsstørrelse korrelerer med global opvarmning hos australske spurvefugle. Proc. R. Soc. B 276, 3845–3852 (2009).

Yom-Tov, Y., Yom-Tov, S., Wright, J., Thorne, C. J. R. & Du Feu, R. Nylige ændringer i kropsvægt og vingelængde blandt nogle britiske spurvefugle. Oikos 112, 91–101 (2006).

Teplitsky, C., Mills, J. A., Alho, J. S., Yarrall, J. W. & Merila, J. Bergmanns regel og klimaændringer revisited: Disentangling Environmental and genetiske responses in a wild bird population. Proc. Natl Acad. Sci. USA 105, 13492–13496 (2008).

Yom-Tov, Y. Global opvarmning og kropsmassenedgang hos israelske spurvefugle. Proc. R. Soc. Lond. B 268, 947–952 (2001).

Smith, F. A., Browning, H. & Shepherd, U. L. Klimaændringernes indflydelse på skovrotters kropsmasse Neotoma i en tør region i New Mexico, USA. Økografi 21, 140–148 (1998).

Ozgul, A. et al. Dynamikken i fænotypiske forandringer og de skrumpende får i St. Kilda. Videnskab 325, 464 (2009).

Post, E., Stenseth, N. C., Langvatn, R. & Fromentin, J. M. Globale klimaændringer og fænotypisk variation blandt kronhjortskohorter. Proc. R. Soc. Lond. B. 264, 1317–1324 (1997). Et af de første eksempler på reduceret kropsstørrelse forbundet med klimaopvarmning.

Regehr, E. V., Amstrup, S. C. & Stirling, I. Isbjørnebestandsstatus i det sydlige Beauforthav Open-File Report 2006–1337 (US Geological Survey, 2006).

Rode, K. D., Amstrup, S. C. & Regehr, E. V. Reduceret kropsstørrelse og rekruttering af unger hos isbjørne forbundet med havisens tilbagegang. Ecol. Appl. 20, 768–782 (2010).

Vitousek, P. M., Gosz, J. R., Grier, C. C., Melillo, J. M. & Reiners, W. A. ​​En komparativ analyse af potentiel nitrifikation og nitratmobilitet i skovøkosystemer. Ecol. Monogr. 52, 155–177 (1982).

Ojima, D.S. Den kortsigtede og langsigtede effekt af forbrænding på Tallgrass Prairie Ecosystem Egenskaber og Dynamics Ph.d.-afhandling, Colorado State Univ. (1987).

Reiners, W. S. Nitrogen cykling i forhold til økosystem succession: en gennemgang. Ecol. Tyr. 33, 507–528 (1981).

Austin, A. T. & Vitousek, P. M. Næringsdynamik på en nedbørsgradient i Hawai'i. Økologi 113, 519–529 (1998).

Gillooly, J. F., Brown, J. H., West, G. B., Savage, V. M. & Charnov, E. L. Effekter af størrelse og temperatur på stofskiftet. Videnskab 293, 2248–2251 (2001). En omfattende præsentation af sammenhængen mellem temperatur og metabolisme, centralt for størrelsesreduktioner i ektotermer.

Bickford, D., Howard, S. D., Ng, D. J. J. & Sheridan, J. A. Effekter af klimaændringer på padder og krybdyr i Sydøstasien. Biodivers. Conserv. 19, 1043–1062 (2010).

Atkinson, D. in Fremskridt inden for økologisk forskning Vol. 25 (red. Begon, M. & Fitter, A. H.) 1–58 (Academic Press, 1994).

van der Have, T. M. & de Jong, G. Voksen størrelse i ektotermer: Temperatureffekter på vækst og differentiering. J. Theor. Biol. 183, 329–340 (1996).

Li, W. K. W., McLaughlin, F. A., Lovejoy, C. & Carmack, E. C. De mindste alger trives, når det arktiske hav frisker op. Videnskab 326, 539 (2009).

Peck, L. S., Clark, M. S., Morley, S. A., Massey, A. & Rossetti, H. Dyretemperaturgrænser og økologisk relevans: effekter af størrelse, aktivitet og ændringshastigheder. Funktion. Ecol. 23, 248–256 (2009).

Wikelski, M. & Thom, C. Marineleguaner skrumper for at overleve El Niño. Natur 403, 37–38 (2000).

Blueweiss, L. et al. Sammenhæng mellem kropsstørrelse og nogle livshistorieparametre. Økologi 37, 257–272 (1978).

Watt, C., Mitchell, S. & Salewski, V. Bergmanns regel en begrebsklynge? Oikos 119, 89–100 (2010).

Blackburn, T. M. & Hawkins, B. A. Bergmanns styre og pattedyrsfaunaen i det nordlige Nordamerika. Økografi 27, 715–724 (2004).

Diniz-Filho, J. A., Bini, L. M., Rodriguez, M. A., Rangel, T. & Hawkins, B. A. At se skoven for træerne: opdeling af økologiske og fylogenetiske komponenter af Bergmanns styre i europæisk kødædende. Økografi 30, 598–608 (2007).

Ramirez, L., Diniz, J. A. F. & Hawkins, B. A. Opdeling af fylogenetiske og adaptive komponenter i det geografiske mønster af kropsstørrelse for fugle i den nye verden. Glob. Ecol. Biogeogr. 17, 100–110 (2008).

Heatwole, H., Torres, F., Deaustin, S. B. & Heatwole, A. Undersøgelser af anuran vandbalance - I. Dynamics of evaporative water tab by coqui, Eleutherodactylus portoricensis. Comp. Biochem. Physiol. 28, 245–269 (1969).

Gill, R. A., Anderson, L. J., Polley, H. W., Johnson, H. B. & Jackson, R. B. Potentielle nitrogenbegrænsninger på jordens kulstofbinding under lav og forhøjet atmosfærisk CO2. Økologi 87, 41–52 (2006).

Phillips, O.L. et al. Stigende dominans af store lianer i Amazonas skove. Natur 418, 770–774 (2002).

ter Hofstede, R. & Rijnsdorp, A. D. Sammenligning af demersale fiskesamlinger mellem perioder med kontrasterende klima og fisketryk. ICES J. Mar. Sci. 68, 1189–1198 (2011).

Fødevare- og Landbrugsorganisationen Sådan fodrer du verden i 2050 (United Nations, 2009) tilgængelig via http://go.nature.com/WFBRBm.

Thresher, R. E., Koslow, J. A., Morison, A. K. & Smith, D. C. Dybdemedieret vending af virkningerne af klimaændringer på langsigtede vækstrater for udnyttede havfisk. Proc. Natl Acad. Sci. USA 104, 7461–7465 (2007).

Todd, C.D. et al. Skadelige virkninger af den seneste havoverfladeopvarmning på væksttilstanden for atlantisk laks. Glob. Skift Biol. 14, 958–970 (2008).

Chamaille-Jammes, S., Massot, M., Aragon, P. & Clobert, J. Global opvarmning og positiv fitnessrespons i bjergpopulationer af almindelige firben Lacerta vivipara. Glob. Skift Biol. 12, 392–402 (2006).

Guillemain, M. et al. Overvintrende fransk gråand og krikand er tungere og i bedre kropstilstand end for 30 år siden: Virkninger af et miljø i forandring? Ambio 39, 170–180 (2010).

Yom-Tov, Y. & Yom-Tov, S. Fald i kropsstørrelse for danske høgehøge i løbet af det tyvende århundrede. J. Ornithol. 147, 644–647 (2006).

Salewski, V., Hochachka, W. M. & Fiedler, W. Global opvarmning og Bergmanns regel: tilpasser centraleuropæiske spurvefugle deres kropsstørrelse til stigende temperaturer? Økologi 162, 247–260 (2010).

Moreno-Rueda, G. & Rivas, J.M.Nylige ændringer i allometriske forhold mellem morfologiske egenskaber i dypperen (Cinclus cinclus). J. Ornithol. 148, 489–494 (2007).

Kanuscak, P., Hromada, M., Tryjanowski, P. & Sparks, T. Påvirker klimaet i forskellige skalaer flodsangerens fænomenologi og fænotype Locustella fluviatilis? Økologi 141, 158–163 (2004).

Proffitt, K. M., Garrott, R. A., Rotella, J. J., Siniff, D. B. & Testa, J. W. Udforskning af sammenhænge mellem abiotiske oceanografiske processer og et top-trofisk rovdyr i et antarktisk økosystem. Økosystemer 10, 119–126 (2007).

Yom-Tov, Y., Yom-Tov, S. & Jarrell, G. Nylig stigning i kropsstørrelsen hos den amerikanske mår Martes americana i Alaska. Biol. J. Linn. Soc. 93, 701–707 (2008).

Yom-Tov, Y. & Yom-Tov, J. Global opvarmning, Bergmanns styre og kropsstørrelse hos den maskerede spidsmus Sorex cinereus Kerr i Alaska. J. Anim. Ecol. 74, 803–808 (2005).

Yom-Tov, Y. & Yom-Tov, S. Klimaændringer og kropsstørrelse hos to arter af japanske gnavere. Biol. J. Linn. Soc. 82, 263–267 (2004).

Meiri, S., Guy, D., Dayan, T. & Simberloff, D. Global forandring og kødædende kropsstørrelse: data er stase. Glob. Ecol. Biogeogr. 18, 240–247 (2009).

Luque, S. P. & Ferguson, S. H. Ændringer i økosystemregimet har ikke påvirket vækst og overlevelse af hvidhvaler i det østlige Beauforthav. Økologi 160, 367–378 (2009).

Yom-Tov, Y., Heggberget, T. M., Wiig, O. & Yom-Tov, S. Ændringer i kropsstørrelse blandt oddere, Lutra lutra, i Norge: de mulige virkninger af fødevaretilgængelighed og global opvarmning. Økologi 150, 155–160 (2006).

Koontz, T. L., Shepherd, U. L. & Marshall, D. Effekterne af klimaændringer på Merriams kængururotte, Dipodomys merriami. J. Arid Environ. 49, 581–591 (2001).

Yom-Tov, Y. et al. Nylige ændringer i kropsstørrelsen af ​​den eurasiske odder Lutra lutra i Sverige. Ambio 39, 496–503 (2010).

Stillwell, R. C. Er breddegrader i kropsstørrelse adaptive? Oikos 119, 1387–1390 (2010).

Arft, A.M. et al. Tundraplanters reaktioner på eksperimentel opvarmning: Metaanalyse af det internationale tundraeksperiment. Ecol. Monogr. 69, 491–511 (1999).

Yom-Tov, Y. Kropsstørrelser af kødædende dyr, der svarer til mennesker, er steget i løbet af de sidste 50 år. Funktion. Ecol. 17, 323–327 (2003).

Urban, M. C., Phillips, B. L., Skelly, D. K. & Shine, R. Cane toad's (Chaunus [Bufo] marinus) stigende evne til at invadere Australien afsløres af en dynamisk opdateret rækkeviddemodel. Proc. R. Soc. B. 274, 1413–1419 (2007).


4. Diskussion

I det sidste århundrede er en konstant udvikling af nye farmakologiske strategier til kræftbehandling blevet observeret. På trods af effektiviteten af ​​disse nye behandlinger er dødeligheden for aggressive tumorer dog ikke faldende væsentligt endnu, fordi øget forekomst er forbundet med en stigning i lægemiddelresistensmekanismer [209]. På grund af fraværet af målrettet medicinsk terapi og ineffektiviteten af ​​kirurgisk indgreb til behandling af glioblastom er opgaven med at udvikle metoder til tidlig diagnose af denne sygdom af særlig betydning. Eksisterende kliniske tilgange til påvisning af glioblastom er ofte ineffektive og strengt afhængige af resultater opnået ved brug af neuroimaging metoder, såsom MRI. Men udviklingen af ​​hjernetumorer, især i de tidlige stadier, har muligvis ikke klare og tidlige kliniske symptomer. Desuden er brugen af ​​neuroimaging metoder næppe anvendelig til massescreening, og en sådan vurdering giver ikke altid mulighed for effektivt at bestemme tilstedeværelsen og maligniteten af ​​en hjernetumor [18,19].

Udvælgelsen af ​​lovende biomarkører er også forbundet med valget af en robust analysemetode til deres analyse. Massespektrometri anvendt til analyse af biologiske materialer har flere fordele, herunder følsom detektion, høj ydeevne, selektivitet og muligheden for at analysere en bred vifte af kemiske forbindelser. Især højtydende massespektrometri er vigtig for analysen af ​​biologiske prøver med iboende variabilitet, såsom tumorvæv. På længere sigt kan massespektrometrimetoder erstatte et betydeligt antal laboratoriediagnostiske metoder. Sammenlignet med metoder baseret på brug af antistoffer, har massespektrometri detektionsmetoder vist sig at være de bedste indikatorer med en forbedret detektionsgrænse, reproducerbarhed, nøjagtighed og præcision [210].

For at opnå tidlig diagnose af glioblastom er de mest lovende biomarkører tumor-afledte proteiner og nukleinsyrer. Analysen af ​​nukleinsyrer i dag introduceres i klinisk praksis og bruges i dag til diagnosticering og prognose af sygdommen. Nukleinsyreanalyse alene er imidlertid ikke tilstrækkelig til effektivt at definere tumorens natur. På disse grundlag er yderligere undersøgelser, der anvender andre analytiske tilgange og andre typer prøver, nødvendige for at forbedre diagnosen af ​​patienter.

I denne sammenhæng tilbyder proteomisk analyse ved hjælp af massespektrometrimetoder lovende resultater, der tillader påvisning af både tumorspecifikke proteiner og post-translationelle modifikationer. Den kvalitative eller kvantitative evaluering af proteinekspressionsmønster eller protein post-translationelle modifikationsændringer kan tjene som en CNS malign tumormarkør [108,211]. Proteomisk analyse ved hjælp af massespektrometri gør det muligt for forskeren ikke kun at sammenligne de komplette proteomiske profiler af sunde og patologiske prøver, men også at korrelere tilstedeværelsen af ​​et sæt proteinændringer med tilstedeværelsen af ​​en specifik sygdomstilstand [151]. Dette aspekt er ekstremt vigtigt for indførelsen af ​​massespektrometri i den rutinemæssige kliniske diagnose af CNS onkologiske sygdomme. Det skal også bemærkes, at de tekniske egenskaber ved moderne masseanalysatorer tillader analyse af flere individuelle molekylære mønstre, som er karakteristiske for flere patologier i løbet af en analytisk cyklus, hvilket giver mulighed for at indføre denne analysemetode i rutinepraksis. Brugen af ​​multiparameteranalyse vil hjælpe med at skabe en database med tumorspecifikke markører til klinisk diagnose ved massespektrometri. Eksperimentel modellering af diffuse gliomer er en vanskelig opgave, da velkendte prækliniske modeller, herunder in vitro cellelinjer og xenotransplantater, ikke pålideligt reproducerer nogle af aspekterne af gliombiologi [212]. Imidlertid er eksperimentelle cellemodeller og xenotransplantater ekstremt nyttige til at teste og validere biologiske prøver ved hjælp af massespektrometrimetoder.

For intrakranielle tumorer, som ikke er tilgængelige til hyppig vævsbiopsi, er biologiske væsker den foretrukne kilde til overvågning af niveauerne af tumorbiomarkører. Flydende biopsi har en række væsentlige fordele i forhold til vævsbiopsi, og det er den mest lovende high-throughput klinisk screeningsmetode. Differentialdiagnose af gliomer viser høj nøjagtighed og specificitet baseret på de proteomiske profilundersøgelser i CSF. Imidlertid kan risici forbundet med CSF lumbal prøvetagning forhindre den rutinemæssige introduktion af denne metodologi i klinisk praksis. I modsætning hertil repræsenterer patient-afledte blod- og urin-baserede flydende biopsier lovende ikke-invasive metoder til glioblastom, tidlig diagnose, stadieinddeling, som skal udvikles yderligere på grund af deres høje gennemstrømnings- og høje compliance-potentiale.


Er min forståelse af Bergmanns regel korrekt? (masse er sekundær) - Biologi

Masse er et mål for, hvor meget stof der er i et objekt. Masse er en kombination af det samlede antal atomer, atomernes tæthed og typen af ​​atomer i et objekt.

Massen måles normalt i kilogram, som forkortes til kg.

  • Inertimasse - Inertimasse bestemmes af, hvor meget objektet modstår acceleration. For eksempel, hvis du skubber to objekter under de samme forhold med samme mængde kraft, vil objektet med den lavere masse accelerere hurtigere.
  • Gravitationsmasse - Gravitationsmasse er et mål for, hvor meget tyngdekraft et objekt udøver på andre objekter. Det kan også være målingen af, hvor meget tyngdekraft et objekt oplever fra et andet objekt.

Hvad er forskellen mellem masse og vægt?

Vægt er forskellig fra masse. Vægt er et mål for tyngdekraften på en genstand. Massen af ​​et objekt vil aldrig ændre sig, men vægten af ​​et emne kan ændre sig baseret på dets placering. For eksempel kan du veje 100 pund på Jorden, men i det ydre rum ville du være vægtløs. Du vil dog altid have den samme masse på Jorden, som du har i det ydre rum.

I USA måler vi normalt vægt i pund, men i fysik, når vi beskriver vægt som en kraft, måles det generelt i Newton, som forkortes som "N".

Konvertering af masse til vægt

Da tyngdekraften er ret konsistent på Jorden, vil vægten også være konsistent. Dette giver os mulighed for at bruge en formel til at konvertere vægt til masse eller masse til vægt. Formlen er:

I denne ligning er kraft lig med vægten. Accelerationen er accelerationen forårsaget af tyngdekraften "g", som er 9,8 m/s 2 .

Nu kan vi erstatte vægt med masse og 9,8 m/s 2 for acceleration for at få formlen:

Hvad er vægten af ​​en 50 kg masse genstand?

vægt = 50 kg * 9,8 m/s 2
vægt = 490 N

Er masse det samme som størrelse?

Nej, masse er anderledes end størrelse eller volumen. Dette skyldes, at typen af ​​atomer eller molekyler samt deres tæthed er med til at bestemme massen. For eksempel vil en ballon fyldt med helium have meget mindre masse end en lignende størrelse genstand lavet af massivt guld.

Loven om bevarelse af messen

Det lov om bevarelse af masse angiver, at massen af ​​et lukket system skal forblive konstant over tid. Det betyder, at selvom der foretages ændringer i objekterne i et system, skal den samlede masse af systemet forblive den samme.

  • Ordet "masse" kommer fra det græske ord "maza", der betyder "dejklump".
  • Forskere vurderer, at universets samlede masse er mellem 10 52 kg og 10 53 kg.
  • 1000 kg er lig med et metrisk ton. Platon sagde, at vægt var objekters naturlige tendens til at søge deres pårørende.
  • Jordens tyngdekraft kan variere så meget som 0,5 % afhængigt af, hvor du er på Jorden.
  • Hvis du vejer 100 pund på Jorden, ville du veje 37,7 pund på Mars og 236,4 pund på Jupiter.

Tag en quiz med ti spørgsmål om denne side.
Gå her for at teste din viden med et krydsord om bevægelse.


Trin 1: Trin 1: Identificer den molekylære ion

Den molekylære ion repræsenterer hele det pågældende molekyle før enhver fragmentering. Hvert analytmolekyle får en ladning på én, så den molekylære ion m/z-værdi repræsenterer molekylernes samlede masse. Ionisering, specifikt elektronpåvirkning (EI) ionisering, bruges til at fjerne en elektron fra et analytmolekyle, så det kan analyseres af massespektrometerets elektriske og magnetiske felter. EI er imidlertid en "hård" ioniseringskilde, der kan få molekyler til at fragmentere eller bryde i flere stykker. Det er derfor vigtigt først at identificere den molekylære (komplette) ion.

1. Den molekylære ion er typisk repræsenteret på massespektret som toppen med det højeste m/z-forhold. Find og noter denne værdi i din notesbog.

Eksempel: I EI-massespektret af vand (vist ovenfor) ses en stor top ved m/z værdi 18. Vand har en vægt på 18 atomare masseenheder, eller Daltons, så toppen ved m/z 18 repræsenterer molekylionen . Den mindre top ved m/z 17 repræsenterer et vandmolekyle, hvori et brint fjernes ved fragmentering.


Det kompakte hårde væv, der danner den ydre skal af en knogle og omgiver marvhulen.

Den lagdelte fibrøse membran, der dækker overfladen af ​​knoglevæv. Den indeholder osteoblast-progenitorer.

Knogler, der danner kroppens centrale akse, herunder kraniets knogler, ryghvirvlerne, ribbenene og brystbenet.

Lemmernes knogler, skuldre og hoftebælte.

Mesodermale strukturer fundet på hver side af neuralrøret i hvirveldyrs embryoner, der til sidst giver anledning til muskler, hud og hvirvler.

Kravebenet, der forbinder scapula og brystbenet.

Et organ eller væv på dets tidligste udviklingsstadier også kendt som anlagen.

Membrandækkede mellemrum (bløde pletter) mellem tilstødende knogler i en nyfødts kranie.

En human autosomal-dominant lidelse med vedvarende åbne kraniesuturer og svulmende calvaria, hypoplasi eller aplasi af kravebenene. Lidelsen er forårsaget af tab af funktioner mutationer i RUNX2.

Den lagdelte fibrøse membran, der dækker overfladen af ​​brusk. Celler, der bor i perichondrium, herunder osteoblast-progenitorer, kaldes perichondriale celler.

Sammenlignet med kortikal knogle findes det porøse og mindre tætte knoglevæv i enderne af lange knogler og i det indre af hvirvlerne.

En sjælden autosomal-dominant arvelig lidelse karakteriseret ved kraniofaciale abnormiteter og generaliseret osteoporose. Forårsaget af trunkerende mutationer i exon 34 af HAK2.

En tilstand, hvor knoglemineraltætheden er lavere end normalt, men ikke lav nok til at blive betragtet som osteoporose.

En human autosomal-recessiv lidelse, der er karakteriseret ved svær juvenil-debut osteoporose og medfødt eller juvenil-debut blindhed. Forårsaget af tab af funktionsmutationer i low-density lipoprotein receptor-relateret protein 5 (LRP5).

En sjælden autosomal-recessiv lidelse, der er karakteriseret ved generaliseret knoglefortykkelse (for det meste udtalt i kraniet og underkæben), høj statur og håndmisdannelser. Forårsaget af tab af funktionsmutationer i SOST.

En sjælden autosomal-recessiv lidelse, der er karakteriseret ved generaliseret knoglefortykkelse, svarende til sklerosteose, men uden den høje statur eller håndmisdannelser. Forårsaget af en sletning nedstrøms for SOST.