Энергия использование биологическими системами

Использование свободной энергии, освобождающейся в химических реакциях, для осуществления других, сопряженных с первыми процессов, имеет исключительно важное значение в биологических системах. Процессы биологического окисления являются источником свободной энергии для осуществления синтеза ряда важнейших компонент клетки, в частности, белков, идущего с увеличением свободной энергии. [c.239]

Из щелочно-земельных металлов в биологических системах повсеместно распространены магний и кальций. Многие эфиры и ангидриды фосфорной кислоты функционируют в виде магниевых солей. Концентрация ионов магния в клетках имеет исключительно важное значение для поддержания целостности и функционирования рибосом, т.е. для синтеза белков. Кроме того, магний входит в состав хлорофилла — основного пигмента зеленых растений, непосредственно поглощающего кванты видимого света для использования их энергии при фотосинтезе. Ионы кальция принимают участие в регуляции ряда важных клеточных процессов, в том числе мышечного сокращения и других двигательных функций. Кроме того, нерастворимые соли кальция участвуют в формировании опорных структур фосфат кальция — в формировании костей, карбонат кальция — в образовании раковин моллюсков. [c.65]

В биологических системах это большое количество энергии не освобождается сразу, а расходуется небольшими порциями (обычно менее 10 ккал) в сложном ряду химических превращений, включающих фосфорилирование, ацилирование, гидролиз и дегидрирование. При таком механизме использование освобождающейся энергии оказывается более эффективным. [c.30]

Ввиду важной роли АТФ большой интерес представляет изучение механизма ее синтеза в биологических системах. В аэробных клетках более 90% АТФ синтезируется в митохондриях в процессе окислительного фосфорилирования. Детали этого процесса изучаются в настоящее время очень интенсивно. Реакции фосфорилирования точки или центры фосфорилирования) приурочены к определенным звеньям очень сложной цепи сопряженных реакций, которая носит название дыхательной цепи. При этом энергия, освобождающаяся при окислении 1 моль глюкозы, расходуется постепенно возрастающими небольшими порциями в течение всей серии сопряженных реакций, итогом которой является образование 38 моль АТФ. Мы уже подсчитывали ранее, что полное окисление глюкозы до СО2 и Н2О сопровождается изменением свободной энергии А0 = —675 ккал/моль. Образование 38 молекул АТФ в физиологических условиях требует затраты энергии около 12 38=456 ккал. Таким образом, около 67% всей энергии, освобождающейся при окислении глюкозы, переходит в форму, весьма удобную для дальнейшего использования и превращения в работу. Для столь сложной последовательности реакций этот переход энергии следует считать высокоэффективным. [c.37]

Виды использования энергии квантов света в биологических системах [c.17]

Репрессия наблюдается лишь при достаточно высокой концентрации соответствующих соединений. При снижении этой концентрации происходит явление дерепрессии, т. е. синтез соответствующих ферментов возобновляется. Количества ферментов в системе обратимо контролируются концентрацией ее конечного продукта увеличение концентрации продукта тормозит синтез ферментов, которые его образуют, а снижение концентрации стимулирует их синтез. В основе такого механизма лежит принцип экономии, т. е. выбор биологической системой (клеткой) наиболее выгодного пути использования материала и энергии. Этот принцип является важным в условиях биологической конкуренции и отбора. [c.238]

В настоящее время все большее внимание привлекают вопросы переработки энергии в живых организмах (в частности, фотосинтез), а также ее аккумулирования и передачи. Функциональные полимеры непосредственно связаны с указанными процессами. В четвертой главе рассказывается о некоторых последних исследованиях в этой области. Сведения об использовании полимеров в процессах переноса кратко изложены в пятой главе. Известно, что такие процессы в биологических системах обладают высокой селективностью и играют чрезвычайно важную роль. [c.7]

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ БИОЛОГИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ [c.429]

При химико-технологических исследованиях методы термодинамики необратимых процессов широко применяются в настоящее время главным образом при расчетах процессов переноса (массы или энергии), т. е. процессов теплообмена, массообмена, электро- и теплопроводности, диффузии и др. Термодинамика необратимых процессов получила использование при исследовании вопросов устойчивости систем, явлений флуктуаций, мембранных переходов, в частности, в биологических системах и др. [c.738]

В заключение мы позволим себе высказать мнение, что несмотря на принципиальный интерес физическое представление о миграции электрона в применении к биологическим системам нуждается в более убедительных экспериментальных доказательствах. Широкое использование этой гипотезы для толкования известных фактов биокатализа не имеет преимуществ по сравнению с ныне принятыми представлениями. Соображения Н. В. Риля более уместны в применении к каталитическим реакциям, протекающим на поверхности кристаллических твердых тел, т. е. настоящих полупроводников, для которых электронные представления уже давно развивались в нашей стране Л. В. Писаржевским [19] и которые вновь приобретают в настоящее время актуальность [20]. Нет необходимости искусственно ограничивать энергетику биохимических процессов тесными рамками детальной физической картины, взятой из области весьма интересных явлений, не имеющих, однако, прямого отношения к органическим системам. Несомненно, что в последних также наблюдается перемещение электрона с сопутствующей передачей энергии (см. при- [c.359]

Это значительно расширило, а во многих случаях коренным образом изменило наши представления о значении минеральных элементов для процессов обмена веш,еств, о роли клеточных мембран в поглощении, распределении и выделении веществ клеткой, о механизме накопления, преобразования и использования энергии биологическими системами и многих других жизненно важных функциях растения. [c.12]

Образующиеся в процессе фотосинтеза органические вещества и заключенная в них химическая энергия служат основным источником материи и энергии для жизни всего органического мира нашей планеты. Необходимо, однако, учитывать, что создаваемые зеленым растением ассимиляты принадлежат в основной своей массе к веществам запасным, неспецифическим. Их использование другими формами организмов и синтез на этой основе специфических для того или иного вида соединений возможны лишь после сложной и длинной цепи предварительных преобразований. То же относится и к содержащейся в продуктах фотосинтеза энергии. Будучи заключена в химических связях органической молекулы эта энергия не может быть непосредственно использована клеткой для осуществления того или иного вида биологического действия, той или иной биологической работы . Для того чтобы потенциальная энергия органического вещества превратилась в движущую силу процессов жизнедеятельности организма, ей должна быть придана более активная, мобильная форма. Из предыдущих глав книги мы знаем, что в биологических системах это достигается через преодоление активационного барьера, в результате чего становится осуществимо получение нагруженного энергией электрона и последующее аккумулирование энергии последнего в форме специфических макроэргических соединений (АТФ и др). Вся сложная цепь взаимосвязанных процессов мобилизации продуктов фотосинтеза посредством их активирования в химическом и энергетическом отношениях осуществляется организмами в акте дыхания. Эти процессы протека- [c.208]

Для понимания процессов, протекающих в биосистеме, необходимо учитывать две стороны ее функционирования. Одна из них связана с тем, что система — открытая эго процессы получения, накопления, передачи и использования энергии. Эги процессы обеспечивают возможность сохранения структуры, рост и выполнение всех специфических функций биологической системы. [c.17]

Активные места ферментов и реагируюш,ие вещества образуют цепочки или циклы ( цепи перераспределения связей ), по которым в результате перемещения протонов и электронов синхронно происходит изменение кратности связей, что и обусловливает высокую компенсацию энергии разрыва старых связей и резкое снижение энергии активации реакции. Фермент строго ориентирует молекулы реагентов вдоль координаты реакции, что повышает число эффективных столкновений приблизительно в 1000 раз. Молекулы реагирующих веществ под действием ферментов переходят в наиболее реакционноспособные формы, чаще всего ионные, что еще в 1000 раз увеличивает скорость реакции. Чтобы реагирующее вещество перешло в наиболее реакционноспособное состояние, необходим дополнительный резерв энергии. Одним из источников этой дополнительной энергии является многоточечная адсорбция реагирующей молекулы на ферменте с использованием части энергии адсорбции на перестройку молекулы. Второй возможный путь повышения энергоемкости системы указан Кобозевым — это реализация в катализе энергетического механизма активации. Кобозев подчеркивает, что катализ рассматривается как обмен связями или электронами, происходящий в условиях статистического и энергетического равновесия с внешней средой. Эта валентная форма катализа считается столь универсальной, что обычно даже не ставится вопрос о существовании какой-либо другой его формы. А между тем эта другая форма катализа существует и весьма широко представлена в виде биологического ферментативного катализа, охватывающего огромную область каталитических превращений в живом веществе. Валентный механизм каталитического действия нельзя признать вполне общим и должна существовать иная, весьма мощная форма каталитической активации, реализующаяся в биокатализе. [c.117]

Возникает вопрос, можно ли в искусственных, существенно более простых системах с использованием ферментов реализовать трансформацию энергии химических реакций в электрохимический потенциал и создать системы, которые по скоростям и эффективности преобразования энергии не уступали бы биологическим [c.68]

Расчет эквивалентной концентрации азота нитрата основан на предположении, что стехиометрия процесса, если она описана на основе эквивалента электронов, одинакова при участии любого биологически доступного окислителя. Это, вероятно, не совсем правильно, потому что энергия Гиббса для различных процессов окисления не одинакова. Однако это предположение не вызовет больших погрешностей, так как в большинстве сточных вод концентрация кислорода и нитритов мала (в пересчете на нитраты на основе эквивалентов электронов). Выраженные в виде материальных балансов кинетические и стехиометрические уравнения могут быть применены для описания процессов, происходящих в реакторах различных конфигураций. На рис. 24.4 показана схема суспензионного реактора, в котором проводится процесс с использованием элементной серы. Эта система включает анаэробный реактор для денитрификации и гравитационный отстойник для отделения твердой смеси биомассы с серой от очищенной воды и рециркуляции смеси в реактор. В табл. 24.6 приведены уравнения материального баланса для этой системы [12]. Баланс составлен в расчете на азот нитратов, и если в системе присутствуют другие биологически приемлемые акцепторы электронов, они могут быть учтены с помощью эквивалентной концентрации азота нитритов. [c.310]

Алюминий, следующий за магнием, обладает заметной биологической активностью и является активатором некоторых энзимов,, а недостаток его в организме приводит к недостатку витамина Однако его роль все-таки значительно меньше, чем роль ионов натрия и магния. Атом алюминия слишком тян ел и велик для включения в структурную организацию клеток, а ион слишком мал и недостаточно поляризуем, чтобы попасть в число важнейших биологических катализаторов. Высокий заряд иона АР+ и склонность солей алюминия к гидролизу являются факторами, ограничивающими его роль в биохимических процессах. Другие качества, благоприятствующие участию в процессах жизнедеятельности (ковалентность связей, акцепторные свойства и т. п.) в большей степени присущи бору — аналогу алюминия во 2-м периоде. Предпочтительность бора, по сравнению с алюминием, доказывает предпочтительность элементов 2-го периода перед членами 3-го, Это становится особенно ясным при сравнении углерода с кремнием, который расположен в периодической системе под углеродом и так же как углерод способен к образованию четырех ковалентных связей. Кремния на Земле примерно в 135 раз больше углерода, но в биохимическую эволюцию включился все же углерод. Причина этого, в первую очередь, в стабильности связей С—С и 51—51. В первом случае расстояние между атомами в 1,5 раза меньше и соответственно энергия разрыва связи в 2 раза больше, т. е. связь С—С стабильнее. Поскольку построение организмов предполагает образование длинных цепей атомов, то устойчивые связи углерода имеют несомненное преимущество перед связями кремния. Кроме того, у кремния имеется лишь небольшая тенденция к образованию кратных связей. Все это делает соединения кремния неустойчивыми в присутствии воды, кислорода или аммиака. Однако кроме устойчивости другой очень важной особенностью биогенных элементов является способность к образованию кратных связей. Это можно проиллюстрировать сравнением свойств СОо и ЗЮг. В оксиде углерода (IV) между атомами С и О имеются кратные (двойные) связи, каждая из которых образована двумя парами общих электронов. Внешний слой каждого пз атомов в СОг приобретает стабильную структуру октета. Все возмол<-ности образования связей у этой молекулы исчерпаны. Благодаря легкости атомов и ковалентности связей СОг является газом, довольно легко растворяется в воде, реагирует с ней и в такой форме может быть использован живыми организмами. У кремния способность к образованию кратных связей практически отсутствует или, во всяком случае, гораздо ниже, чем у атома углерода. Поэтому атом 81 соединен с О простыми связями, при образовании которых остаются неспаренными два электрона у кремния и по одному у каждого из атомов кислорода. Лишенные возможно- [c.181]

Органические кислоты — важные детали биологических машин. Они действуют в процессах, которые связаны с использованием энергии пищевых веществ с участием кислот в системах ферментов протекают стадии постепенной перестройки и окисления молекул углеводов, жиров и аминокислот. Некоторые из карбоновых кислот получаются и расходуются в процессах обмена веществ (метаболизм) в очень внушительных количествах. Так, в течение суток в организме человека образуется 400 г уксусной кислоты. Этого количества хватило бы для изготовления 8 л обычного уксуса. Возникновение и распад любого вещества в столь больших масштабах, конечно, означает, что это вещество необходимо для выполнения каких-то ответственных функций. Анализ обнаруживает в клетках организмов и целый ряд других кислот, причем большинство из них является соединениями со смешанной функцией, т. е., помимо группы СООН, эти кислоты содержат другие группы, например СО, ОН и т. п. [c.41]

Индивидуальные хозяйства все больше специализируются с тем, чтобы возможно рентабельнее использовать среду, основное оборудование и личные способности. В механизированных системах однолетние культуры необходимо выращивать в чистых посевах, где все особи высеваются одновременно лишь немногие культуры выращивают в смесях. Урожаи, если их сравнивать с прежними, велики и продолжают увеличиваться в некоторых странах средние урожаи зерновых уже приближаются к 40 ц/га. И, однако, средняя продукция сельскохозяйственной биомассы за год свидетельствует об использовании не более 0,3% поступающей солнечной энергии по сравнению с теоретическим максимумом, равным, возможно, 5% [4, 16]. Хотя такое сельское хозяйство кажется нам эффективным, биологически у него еще огромные возможности, как это доказывают лучшие фермеры. В самом деле, во многих районах развитого сельского хозяйства эту отрасль постоянно приходится ограничивать, чтобы она не производила больше, чем общество способно потребить. Земли, на которых растениеводство становится более трудным, или менее рентабельным, постоянно передаются под более экстенсивное сельскохозяйственное использование — для лесоразведения и под водоохранные территории, для заселения, под зоны отдыха и резерваты диких животных, а иногда просто оставляются без использования. Наступление сельского хозяйства на земли ослабевает. [c.29]

Исследование действия излучений высокой энергии на биологические системы приобрело значение с начала применения радиотерапии, т. е. примерно с 1900 г. Еще большую важность оно приобрело с 1945 г. из-за необходимости избежать вредных последствий использования атомной энергии в мирных целях и ввиду возможного использования ядерного оружия в войне. Радиобиология представляет также интерес в связи с радиационной стерилизацией. Чисто физические аспекты радиобиологии достаточно ясны, поэтому химические проблемы находятся в числе наиболее важных. С действием излучения на простые биологически важные вещества мы имели дело в гл. VIH, но некоторые другие химические аспекты радиобиологии требуют еще обсуждения. Число работ в этой области слишком велико, чтобы здесь приводить ссылки на оригинальные исследования. За дальнейшей информацией необходимо отослать к книгам [В 11, Н48, L17], обзорам [АЗЗ, В134, G39, 041, Н86] и сборникам докладов, прочитанных на конференциях [В 12, D46, М75]. [c.289]

АТР является главным непосредственно используемым донором свободной энергии в биологических системах, а не формой запасания свободной энергии. В обычной клетке молекула АТР расходуеася в течение одной минуты после ее образования. Оборот АТР очень высок. Например, человек в покое расходует около 40 кг АТР за 24 ч. Во время интенсивных упражнений скорость использования АТР может достигать [c.11]

Гуапозинтрифосфат (GTP)—еще одно высокоэпергетическое соединение, структура которого аналогична структуре АТР, отличие заключается только в том, что вместо аденинового основания в его состав входит гуаниновое. Хотя GTP находит меньшее использование в биологических системах, чем АТР, тем не мепее это соединение участвует в некоторых процессах, требующих затраты энергии, наиример при синтезе пептидной связи на рибосомах. [c.134]

Многочисленные исследования [290, 308—310] магнитного резонанса и спектров поглощения катионов лантаиидов показывают, что свойства ионов этих металлов напоминают свойства Са(И) в биологических системах сходством ионных радиусов, слабой энергией стабилизации полем лигандов и высокой электроположительностью. В связи с этим следует ожидать, что, как и в случае Са(П), лантаниды должны иметь тенденцию к образованию преимущественно кислородсодержащих комплексов. Этот вывод подтверждается многочисленными кристаллографическими исследованиями 126, 311 313], в которых ионы лантанидов, использованные для образования изоморфных производных тяжелых металлов, связаны карбоксильными группами. [c.121]

Воспринимающие свет пигменты обеспечивают сложный механизм концентрирования световой энергии (рис. 4.6, а). Световая энергия, воспринимаемая большим числом (около 200) молекул хлорофилла, передается на единый активный центр. При этом фотосинтетические системы I и II имеют световоспринимающие пигменты различного типа, благодаря чему осуществляется постепенная передача энергии на активный центр от пигментов, поглощающих световые кванты более высокой энергии (т. е. коротковолновые кванты). Поскольку расстояние между молекулами хлорофилла около 1,8 нм, для процесса передачи энергии синглетной формой хлорофилла за время жизни возбужденного состояния может осуществиться около 300 актов передачи энергии. При соотношении числа активных центров и числа воспринимающих пигментов 1/200 активные центры всегда получают достаточное количество энергии. Порядок расположения пигментов еще окончательно не выяснен. Обычно хлорофилл в биологических системах связан с белками, образуя с ними пигмент-белковые комплексы. При обработке пигментов поверхностно-активными веществами происходит сдвиг в длинах волн поглощаемого света. Этот факт сразу наводит на мысль об использовании полимерных матриц для моделирования и регулирования процессов описываемого типа. [c.119]

Пути миграции энергии возбуждения. Доставка энергии электронного возбуждения к РЦ фотосистем I и П высших растений и РЦ бактериального фотосинтеза осуществляется за счет миграции энергии в светособирающей антенне. Миграция энергии в фотосинтезе — наиболее изученный тип безизлучательного переноса энергии электронного возбуждения в биологических системах (см. 9-11, гл. ХП1). Ее функциональное биологическое значение состоит в повышении эффективности использования поглощенных световых квантов. Действительно, среднее время, необходимое для утилизации энергии кванта света (выделение молекулы О2), соста- [c.290]

Этиловый эфир полиметафосфорной кислоты (ПМФ) впервые был синтезирован в 1910 г. [20]. Пятиокись фосфора, один из реагентов, применяемых для синтеза этого эфира, представляет собой ангидрид, который часто используют как осушитель. В присутствии воды пятиокись фосфора гидролизуется до Н3РО4. Поскольку в этой реакции имеет место отрицательное изменение свободной энергии, эта реакция может сочетаться с реакцией конденсации, протекающей с отщеплением воды (фиг. 43). Использование ПМФ в опытах по моделированию первобытного биогенеза мотивировано той универсальной ролью, которую играют ангидриды фосфорной кислоты, например АТФ, в биологических системах, а также тем фактом, что в микроорганизмах присутствуют полифосфаты [181. [c.208]

Флавиновый фермент имеет нормальный потенциал —0,06 в (гпггересно, что белок, входящий в состав фермента, снижает потенциал активной небелковой части фермента от —0,208 до —0,06 в). Этот фермент мол<ет восстанавливать редокс-системы только с более высокими потенциалами, в частности цитохромы, а окислять системы с более низкими потенциалами (н приведенной схеме — коде-гидразу). Это обстоятельство объясняет, почему в данной схеме перенос электронов и протонов происходит сверху вниз в с.дучае обратного процесса должно было бы протекать восстановление систем с более низким потенциалом, что противоречит изложенной теории. Кроме того, строгая последовательность ферментов в цепи окисления исключает резкую разницу между потенциалами двух взаимодействующих систем, а это обусловливает постепенное выделение энергии окисления. Указанные особенности биологического окисления позволяют организму более полно регулировать получение и использование энергии. [c.55]

Синтез клеточной массы в процессе биологической очистки про-сходит с использованием органических веществ загрязнений как троительного материала и энергии, выделяемой при реакции кисления органического вещества. Часть энергии выделяется акже в процессе эндогенного окисления клеточного вещества, ходе которого клетки разрушаются [21]. Таким образом, имеет [есто сложная система взаимосвязанных процессов, физической транспорт питательных веществ), химической (химические реак-ии) и биохимической природы (ферментативные реакции), что ллюстрирует схема на рис. 1.3. [c.11]

Коагуляции или флокуляция является самопроизвольным процессом, приводящим к уменьшению свободной энергии системы (АР) в результате уменьшения избытка свободной поверхностной энергии (поверхностного натяжения ст) дисперсной фазы в местах контактов АР = Дст5) при сохранении общей поверхности раздела. В случае коалесценции (также самопроизвольного процесса) уменьшение свободной энергии обеспечивается уменьшением поверхности раздела (5) между частицами дисперсной фазы (А = аА8) при сохранении постоянства поверхностного натяжения на границах раздела жидких фаз. Такое разделение процессов коагуляции и коалесценции во времени невозможно достигнуть при использовании низкомолекулярных стабилизаторов, так как в этом случае акты, приводящие к коагуляции, в скором времени приводят и к коалесценции. Исследование формирования и свойств межфазных структурированных слоев интересно не только для выяснения механизма их эмульгирующего действия, но и для решения многих биологических проблем, связанных с образованием и функциями биомембран. [c.156]

Весьма перспективно использование водорода в качестве горючего в транспортных средствах (авто- и авиатранспорт, авиационно-космические объекты) ввиду его высокой теплоты сгорания и значительной хладоемкости. Особый интерес представляет водород как аккумулятор энергии — вторичный энергоноситель, который можно эффективно использовать, например, на электростанциях для покрытия пиковых нагрузок. Кроме того, применение водорода в качестве энергоносителя дает возможность передавать энергию на большие расстояния с более высоким КПД, чем это обеспечивают современные системы, в том числе передачи электроэнергии по проводам. Попытается значение широкого использования водорода для получения синтетических жидких топлив и синтетических газов (типа природных) из угля и сланцев. Развитие промышленных биологических процессов получения пищевых белков также связано с использованием водорода. Примеры применения водорода в химической и нефтехимической промышленности, в наземном и воздушном транспорте, коммунальном хозяйстве, в новых направлениях [c.8]

Как уже отмечено в Предисловии, основной целью данного издания является рассмотрение важнейших аспектов повышения эффективности использования топлива в энерготехнологиях. При этом также важно отметить, что топливо, энергетика и транспорт, а также энергосберегающие технологии являются, в соответствии с Основами политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 г. и дальнейшую перспективу , приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники Российской Федерации. В число перечня критических технологий Российской Федерации входят также технологии, тесно связанные с рациональным использованием топлива добыча и переработка угля, производство электроэнергии и тепла на органическом топливе, энергосбережение, технологические совмещаемые модули для металлургических мини-производств, природоохранные технологии, технологии переработки и утилизации техногенных образований и отходов, поиск, добыча, переработка и трубопроводный транспорт нефти и газа, прогнозирование биологических и минеральных ресурсов, нетрадиционные возобновляемые экологически чистые источники энергии и новые методы ее преобразования и аю мупирования и др. В связи с тем, что, как правило, использование топлива связано с применением высоких температур для обработки материалов, то при этом рассматриваются высокотемпературные технологические процессы. Основной упор в данном издании сделан на анализ эффективного использования топлива в металлургических процессах и энергетических установках, но, как уже отмечалось, многие материалы и принципиальные положения могут с успехом использоваться и в любых других технологических процессах. Это наше утверждение основывается на двух положениях. Во-первых, ряд глав достаточно общего характера напрямую может использоваться при решении проблем топливного энергосбережения при решении проблем в любой отрасли или технологии. Как уже отмечалось, к этому списку относятся главы достаточно универсального характера топливно-энергетические ресурсы, топливо и его характеристики, методики теплотехнических расчетов при использовании топлив, стратегия развития энергообеспечения и потенциал энергосбережения, интегрированный энергетический анализ, полная энергоемшсть, методы матемагичес1юго моделирования процессов тепломассообмена (общие подходы), основы теории факельных процессов, общие требования к горелочным устройствам и примеры расчетов, принципы регенерации теплоты и использования ВЭР, стандартизация и сертификация при использовании топлив, энергоаудит и методы оценки работ по энергосбережению, учет энергоресурсов, системы и приборы, использование топлива и экологические проблемы. [c.21]

Рассмотрим сначала именно это свойство, так как оно представляет важный критерий в ходе биохимического отбора . Громадная заслуга А. Пюльман и Б. Пюльман заключается не только в том, что эти ученые, применив метод молекулярных орбит в приближении МОЛКАО, произвели квантово-механические расчеты множества биологически деятельных молекул, но и в том, что они обнаружили и подчеркнули исключительную роль сопряженных систем в биологии. В одной из статей эти авторы писали ...основные проявления жизни непосредственно связаны с существованием соединений с высокой степенью сопряжения и указывали, что сопряжение стабилизирует молекулу, повышает устойчивость активированных комплексов и обеспечивает передачу электронных возбуждений и миграцию энергии на большие расстояния [2]. Классическим примером сопряжения является бутадиен, в котором нет строгой локализации р-электронов атомов углерода, и четыре р-орбиты образуют общее облако л-электронов. я-Электроны движутся так, что для кх описания требуется использование многоцентровых орбит важнейшим свойством системы я-электронов является повышенная химическая активность. Эта особенность, в сочетании с возможностью передачи [c.64]

Если учитывать положительные качества и недостатки топливных элементов редокс-системы по сравнению с другими типами топливных элементов, то весьма заманчивым представляется использование их технологической схемы, но для транспорта активных веществ к электродам необходи о применять не обычные окислительно-восстановительные реагенты, а вещества, присоединяющие кислород или соответственно водород или другие виды топлива лабильно, без существенной потери химической энергии. Замечательным примером такого вещества является биологический переносчик кислорода — гемоглобин. Это вещество обладает способностью к так называемому процессу оксигенации — обратимому присоединению молекулярного кислорода, протекающему без разрушения молекулы кислорода и без изменения валентности атома железа, входящего в состав гемоглобина [1] [c.162]

ФИЗИОЛОГИЯ С.-Х. ЖИВОТНЫХ. Отрасль физиологии, изучающая функции, процессы жизнедеятельности, протекающие в организме с.-.х. животных и в его частях — органах, тканях, клетках и структурных э.тгементах клеток. Изучая жизненные процессы, обусловливающие продуктивность с.-х. животных, Ф. с.-х. ж. позволяет влиять на эту продуктивность в желательном направлении. Она раскрывает закономерности функций во взаимосвязи их друг с другом и с окружающей средой — условиями кормления, содержания и использования животных — и является важнейшей из наук, образующих биологическую основу животноводства. Она тесно связана с морфологическими науками — анатомией, гистологией, цитологией. В то же время она опирается на успехи физики и химии и широко использует их методы исследования. В зависимости от пзучения тех или других систем и органов, Ф. с.-х. ж, подразделяется на физиологию пищеварения, обмена веществ и энергии, размножения, лактации, нервной системы и т. д. К числу разделов, изучающих функциональные особенности отдельных видов домашних животных, относятся физиология крупного и мелкого рогатого скота, свиней, лошадей, птиц и др. [c.319]

Хотя мы рассматриваем цикл Кребса как начальную фазу дыхания, молекулярный кислород непосредственно не участвует ни в одной из составляющих его реакций. Следовательно, сам этот цикл можно считать анаэробным метаболическим путем в строгом смысле этого слова. " Однако в отличие от систем брожения в случае цикла Кребса регенерация окисленных кофакторов требует присутствия кислорода. В системе брожения нет реакций, которые приводили бы снова к полному окислению НАД-Н, образовавщегося в цикле Кребса, и поэтому для непрерывной работы этого цикла требуется сопряже.чие его с реакциями цепи переноса электронов (рис. 10). В этой цепи — конечной фазе дыхания — не только происходит повторное окисление кофакторов, необходимых для поддержания цикла Кребса, но, кроме того, 8 атомов водорода, присоединенных к кофакторам, используются таким образом, что энергия их электронов накапливается в биологически полезной форме, т. е. в виде АТФ. С энергетической точки зрения эта способность к использованию энергии электронов восстановленных кофакторов составляет больщое преимущество системы дыхания перед анаэробными реакциями, в случае которых эти электроны растрачиваются на образование ненужных отходов метаболизма, например МОЛОЧНО кислоты.. [c.42]

В предыдущих главах были последовательно обсуждены отдельные методы борьбы с вредителями. Если большинство этих методов объединить таким образом, что они сольются в одну систему, без каких-либо взаимных нарушений, причем проделать это с учетом защитных сил экосистемы, то таким путем мы создадим интегрированную форму борьбы с вредителями. В литературе это понятие часто трактуется как pest management , т. е. управление вредителями , которое, в свою очередь, входит в общую систему хозяйствования и регулируемого использования источников энергии (управление ресурсами). В подобной системе (о защите леса см. работу Франца и др. [152]) стратегия и тактика отдельных методов защиты представляют только одну из сторон общей деятельности. Ее границы обусловливает целостная многодисциплинарная система восприятия и управления процессами, которые служат для защиты культурных растений, запасов, материалов, а также здоровья человека и полезных животных. Таким образом, в зависимости от объема отдельных вопросов, речь пойдет об интегрированной борьбе (с нежелательными организмами) или интегрированной защите растений или здоровья человека. При этом тема данной книги, т. е. биологические методы и их пригодность к интеграции, вновь и вновь оказывается в центре внимания, поскольку в принципе все компоненты такой системы могут оказаться одинаково важными. [c.251]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология