Химические реакции в процессе дыхания

Как мы уже отмечали, превращения глюкозы в организме представляют собой в конечном счете ту же химическую реакцию, что и ее сгорание на воздухе. Ясное дело, никакого горения внутри организма нет. Иначе не только большая часть энергии бесполезно рассеялась бы в виде тепла, но и организм погиб бы от перегрева. Однако такое горение происходит фактически непрерывно внутри каждой клетки. Этот процесс представляет собой цепь по крайней мере 22 химических реакций или стадий. Он называется клеточным дыханием, (см. рисунок на с. 253) [c.254]

В микробиологии под термином дыхание подразумевается биологическое окисление, сопровождающееся выделением энергии. Любой процесс биологического окисления в бактериальной клетке представляет собой модификацию химических реакций одного из следующих типов [c.261]

Лавуазье определил с химической точки зрения жизнь, как медленное горение. Подтвердите это, составив и сравнив словесные схемы реакций, происходящих при сгорании в воздухе обычных горючих веществ и в нашем организме в процессе дыхания. [c.65]

Все химические реакции можно разделить на две группы происходящие без изменения и с изменением степеней окисления элементов. Последние Называются окислительно-восстановительными. В процессе протекания окислительно-восстановительных реакций одни вещества окисляются, отдавая электроны, а другие восстанавливаются, принимая их. Горение, тление, гниение, дыхание, [c.23]

Основная химическая реакция, доставляющая животным организмам необходимую ин для жизни энергию, осуществляется в процессе дыхания и протекает по простой суммарной схеме [c.571]

Реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих молекул, называются окислительно-восстановительными. Окислительно-восстановительные реакции принадлежат к числу наиболее распространенных химических реакций. Дыхание, фотосинтез, обмен веществ и ряд биологических процессов в основе своей являются окислительно-восстановительными реакциями. В технике значение окислительновосстановительных реакций также велико. Так, вся металлургическая промышленность основана на окислительно-восстановительных процессах, в ходе которых металлы выделяются из природных соединений. [c.319]

Окисление органических веществ. В результате поглощения СО2 и дальнейших его преобразований в ходе фотосинтеза образуется молекула углевода, которая служит углеродным скелетом для построения всех органических соединений в клетке. Органические вещества, возникшие в процессе фотосинтеза, характеризуются высоким запасом внутренней энергии. Но энергия, аккумулированная в конечных продуктах фотосинтеза — углеводах, жирах, белках,— недоступна для непосредственного использования ее в химических реакциях. Перевод этой потенциальной энергии в активную форму осуществляется в процессе дыхания. Дыхание включает механизмы активации атомоп водорода органического субстрата, освобождения и мобилизации энергии в виде АТФ и генерации различных углеродных скелетов. В процессе дыхания углевод, жиры и белки в реакциях биологического окисления и постепенной перестройки органического скелета отдают спои атомы водорода с образованием восстановленных форм. Последние при окислении в дыхательной цепи освобождают энергию, которая аккумулируется в активной форме в сопряженных реакциях синтеза АТФ. Таким образом, фотосинтез и дыхание — это разли ные, но тесно связанные стороны общего энергообмена. [c.609]

Решив таким образом вопрос, занимающий в то время ученых, А. Лавуазье наметил исследование О природе воздуха . Изучив и проанализировав данные о поглощении воздуха в различных химических процессах, он составил обширный план исследования Операции, посредством которых, — писал он, — можно добиться связывания воздуха, суть рост растений, дыхание животных, при некоторых обстоятельствах — обжиг, наконец, некоторые (другие) химические реакции. Я признал, что должен начать с этих экспериментов [c.60]

Модель качества воды (WQ-модуль) связана с AD-модулем и описывает процессы химических реакций в многокомпонентных системах, включая разложение органических веществ, фотосинтез и дыхание водных растений, нитрификацию и обмен кислородом с атмосферой. Баланс масс вовлеченных компонент рассчитывается для всех точек методом рациональной экстраполяции в интегрированной двухшаговой процедуре с AD-модулем. [c.310]

Под влиянием алхимической традиции Бойль изучал явления горения, обжигания металлов и дыхания он обнаружил, что в этих процессах принимает активное участие какая-то составная часть воздуха. Это наблюдение, будь оно несколько углублено, привело бы его к открытию кислорода хотя этого и не произошло, все же наблюдение Бойля имело значение для правильного истолкования тех нге явлений в следующем столетии. Бойлю также принадлежит заслуга освобождения этого наблюдения от пелены, в которую его закутали последователи алхимии. Для Бойля было ясно, что химические реакции связаны с соединением весомых элементов от его наблюдательности также не ускользнуло, что при горении органических веществ, таких, как винный спирт, воск, бальзамы и т. д., всегда образуется вода. Кроме того, пользуясь весами, он показал, что при обжигании металлов происходит увеличение веса он также наблюдал почернение хлористого серебра, но причину этого видел в действии воздуха, а не света. [c.91]

Окислительно-восстановительные реакции играют важную роль в природе и технике, в частности, в процессах дыхания, гниения, горения они лежат в основе всех способов получения металлов из руд, всех электрохимических процессов, процессов коррозии и защиты металлов от нее, действия химических источников электроэнергии, получения целого ряда важнейших химических продуктов. [c.251]

При распаде углеводов освобождается потенциальная химическая энергия, заключенная в питательных веществах. Эту энергию организм з той или иной степени может использовать. Аккумуляторами и переносчиками энергии являются макроэргические соединения. Энергия высвобождается при гидролитическом расщеплении макроэргических связей. Без фосфорилирования глюкоза не может подвергаться превращению в процессе дыхания, поэтому, для того чтобы придать ей такую способность, должно произойти фосфорилирование глюкозы. Для фосфорилирования необходимо затратить химическую работу, что осуществляется при переносе макроэргических фосфатных связей АТФ. Одна из молекул АТФ передает свой фосфатный радикал непосредственно глюкозе, а другая — фруктозо-6-фос-фату. Только после этого шестиуглеродная молекула углевода может быть расщеплена с образованием двух триоз. В последующих реакциях затраченные макроэргические связи образуются вновь. Первые две связи возникают в результате окисления фосфоглицеринового альдегида (реакция 7), а еще две связи — [c.160]

Из данного текста записи следует, что первоочередное внимание Лавуазье намеревался уделить исследованию тех процессов, которые сопровождаются поглош ением воздуха , природа которого оставалась в то время совершенно еще неясной. Лавуазье продолжает Операции, посредством которых можно добиться связывания воздуха, суть рост растений, дыхание животных, горение, при некоторых обстоятельствах обжиг, наконец, некоторые химические реакции. Я признал, что должен начать с этих экспериментов [c.338]

Так как при горении многих веществ получаются ангидриды кислот — соединения кислого характера (при горении фосфора — фосфорный ангидрид, серы — сернистый ангидрид и т. д.), то процесс горения этих веществ начали рассматривать как их окисление . Впоследствии все химические реакции, при которых происходит соединение какого-либо вещества с кислородом, стали называть о к и с л е н и-е м , а процесс отдачи кислорода — восстановлением . Полученные данные Лавуазье применил и для объяснения загадочного тогда процесса дыхания человека и животных. Он обратил внимание па наличие известного сходства между процессами горения органических веществ вне организма и дыханием животных. Оказалось, что при дыхании, как и при горении, поглощается кислород из воздуха и образуются СО2 и НЮ. На основании тщательно проведенных экспериментов на животных им было высказано предположение, что сущность процесса дыхания состоит в соединении кислорода вдыхаемого воздуха с углеродом и водородом органических веществ внутри тела. Как при горении, так и при дыхании выделяется теплота, количество которой также может быть измерено. [c.216]

К окислительно-восстановительным относят реакции, в ходе которых изменяется степень окисления элементов. Эти реакции принадлежат к числу самых распространенных химических реакций. Реакции окисления — восстановления протекают при горении твердого, жидкого и газообразного топлива. Почти все металлы получаются восстановлением из руд. Коррозия металлов заключается в их окислении. Многие важные химические продукты могут быть получены посредством реакций окисления — восстановления, например, азотная кислота из аммиака, серная кислота из серы и сульфидов. Вся электрохимическая промышленность (получение хлора, водорода, щелочей, хлоратов, пероксидов и т. д.) основана на реакциях окисления — восстановления. За счет этих реакций работают химические источники тока (аккумуляторы и элементы). Они лежат в основе фотографических процессов, тканевого дыхания, процессов пищеварения, брожения, фотосинтеза. [c.60]

Анаэробный гликолиз происходит не в митохондриях, но зато именно там протекают последующие стадии дыхания — цикл Кребса (называемый также циклом трикарбоновых кислот и циклом лимонной кислоты) и конечное дыхание. Эти реакции изучены до мельчайших подробностей. Нас здесь будет интересовать только основной принцип. Он состоит в том, что пировиноградная кислота расщепляется все дальше и дальше, до углекислого газа (СОг) и водорода (Нг), а в заключение водород окисляется кислородом воздуха (следовательно, этот этап процесса дыхания является аэробным) с образованием воды. Так как СОг и НгО представляют собой бедные энергией конечные продукты, следовательно, энергия, заключавшаяся ранее в пировиноградной кислоте, должна была перейти в какую-то иную форму. Часть ее (небольшая), очевидно, переходит в тепло большая же часть энергии обнаруживается в богатом энергией химическом соединении — это наш старый знакомый АТФ, который известен как универсальный донор энергии для клетки. [c.223]

Но все остальные основные биологические процессы (синтез белков и нуклеиновых кислот, ферментативные биохимические реакции, деление клеток, мышечное сокращение, распространение нервного возбуждения и т. д.) происходят во тьме, без участия световых квантов. Эти темновые процессы тоже квантовые, ибо это химические процессы. Ясно, что в любой химической реакции происходит перемещение электронов, изменение электронного состояния системы. Окислительно-восстановительные биохимические процессы, составляющие сущность дыхания, наглядно об этом свидетельствуют. [c.325]

Открытие фотосинтеза (1771) связывают с именем английского химика Дж. Пристли. Он наблюдал, что зеленые растения исправляют воздух, испорченный горением горючих тел и дыханием животных. В последующем ученые разных стран выполнили много исследований с целью познания процесса фотосинтеза. Важный вклад в изучение фотосинтеза сделал К. А. Тимирязев. Он показал, что фотосинтез осуществляется в строгом соответствии с законом сохранения энергии энергия солнечного света поглощается хлорофиллом и передается им на обеспечение химических реакций, в итоге которых из двуокиси углерода и воды образуются органические вещества. В результате преобразования энергия солнечного света накапливается в виде потенциальной энергии образующихся веществ. [c.121]

Подавляющее большинство химических процессов в живой природе — окислительно-восстановительные реакции, и непременное условие таких реакций — обмен электронами. Здесь всегда взаимодействуют как минимум два партнера, один из которых принимает электроны (окислитель), а другой их отдает. Конечно, при этом меняются и сами молекулы, они распадаются или из них, наоборот, строятся новые, более крупные, но суть большинства этих превращений — обмен электронами. Основной биохимический процесс, дыхание, без которого невозможна жизнь на Земле,— тоже окислительно-восстановительная реакция. [c.126]

Интересно, что он был настолько уверен в том, что природа биокаталитических процессов не отличается от природы обычных химических реакций, что создал целую серию модельных систем, исследование которых должно было помочь пониманию течения процессов в организме. Так, он пытался вызвать некоторые процессы, аналогичные, как он считал, брожению в системе индиго - серная кислота. Он изучал также процессы разложения сахара в присутствии платиновой черни и воды. Образование смеси веществ, дающих реакцию с иодом, и окиси углерода свидетельствовало, по его мнению, что этот процесс близок по природе процессам, имеющим место в организме при дыхании. [c.97]

Основная химическая реакция при дыхании выражается уравнением С+02=С02+94 ккал. Необходимый для дыхания кислород поступает в организм человека через легкие, тонкие и влажные стенки которых обладают большой поверхностью (порядка 90 м ) и пронизаны кровеносными сосудами. Попадая в кровеносные сосуды кислород образует с гемоглобином, заключенным в красных кровяных шариках, непрочное химическое соединение, и в таком виде красной артериальной кровью разносится по тканям тела. В них кислород отщепляется от гемоглобина и окисляет органические вещества пипги. При этом получающийся углекислый газ частично образует непрочное соединение с гемоглобином, а частично просто растворяется, после чего током темной венозной крови вновь поступает в легкие и выводится из организма. Схематически процесс дыхания можно представить следующими реакциями [c.609]

Для любого процесса в живом организме необходима энергия, которая получается при протекании химических реакций внутри клетки. Основу биохимических процессов составляют химические превращения, в частности реакции окисления и восстановления. Биологическое окисление служит, таким образом, основным источником энергии для ряда внутренних биологических изменений. Многие из протекающих при таком окислении реакции заключаются в сжигании компонентов пищи, например сахаров или липидов, что дает энергию, используемую затем для осуществления таких важных процессов л<изнедеятельности, как рост, размножение, поддержание гомеостаза, мускульная работа и выделение тепла. Эти превращения включают также связывание кислорода дыхание — это биохимический процесс, в результате которого молекулярный кислород восстанавливается до воды. При метаболизме энергия сохраняется аденозинтрифосфатом (АТР), богатым энергией соединением, которое, как известно, служит универсальным переносчиком энергии. [c.14]

Значение окислительно-восстановительных реакций. Окисли тельно-восстановительные реакции имеют большое значение для химии. К их числу принадлежит больше половины всех реакций, изучаемых ею. Окислительно-восстановительные процессы важны для биологии и Б технике. Так, явления окисления-восстановления лежат в основе процессов дыхания и горения, добывания металлов из руд, коррозии металлов, а также электрохимических процессов (получение покрытий гальэаннческим путем, приготовление ряда важных препаратов). Окислительно-восстановительные реакции широко используются в аналитической химии, в синтезе ряда важные для практики препаратов и продуктов химической промышленности (азотная кислота, белильные соли и ряд других). [c.286]

Растительные клетки, как и все другие, постоянно дышат, т. е. поглощают кислород и выделяют углекислоту. Днем наряду с дыханием растительные клетки гфеобразуют световую энергию в химическую — они синтезируют органические вещества. При этом в качестве побочного продукта реакции выделяется кислород. Количество кислорода, выделяемого растительной клеткой в процессе фотосинтеза, в 20—30 раз больше, чем поглощаемого в одновременно идущем процессе дыхания. Днем, когда растения дьштт и фотосинтезируют, они обогащают воздух кислородом, а ночью, когда фотосинтез прекращается, они только дышат, т. е. поглощают кислород и выделяют углекислоту. [c.609]

Особенно удивительным следует считать то, что передача аденозинтри-фосфатом свободной (способной произвести химическую работу) энергии оказывается возможной не для протекания вполне определенных специальных (специфически обусловленных набором случайностей) химических реакций, а совершается как-то универсально АТФ является действенным источником свободной энергии для очень большого набора разнообразных химических процессов, делая осуществимыми многие самые трудные и важные для жизни химические превращения к этому списку реакций можно причислить и процессы дыхания, и фотосинтез, и сокращение мышц, и синтез белков, а также нуклеиновых кислот с их наследственной информацией и т. п. [c.330]

Катализ, при котором катализатор находится в коллоидном состоянии, получил название микрогетероген-ного. К этому роду киталнза относятся биокаталитиче-ские процессы, в которых катализаторами являются ферменты, ускоряющие многие химические реакции и играющие огромную роль в процессах жизнедеятельности. Например, фермент липаза ускоряет процесс усвоения жиров, различные оксидазы способствуют дыханию животных и растительных организмов. Механизм действия катализаторов на кинетику химического процесса во многих случаях окончательно не выяснен. [c.58]

Для реализации биосинтеза и метаболизма необходима энергия, запасаемая в клетках в химической форме, главным образом в экзергонических третьей и второй фосфатной связи АТФ. Соответственно метаболические биоэнергетические процессы имеют своим результатом зарядку аккумулятора — синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Это происходит в процессах дыхания и фотосинтеза. Современные организмы несут память об эволюции, начавшейся около 3,5 10 лет назад. Имеются веские основания считать, что жизнь на Земле возникла в отсутствие свободного кислорода (см. 17.2). Метаболические процессы, протекающие при участии кислорода (прежде всего окислительное фосфорилирование при дыхании), относительно немногочисленны и эволюционно являются более поздними, чем анаэробные процессы. В отсутствие кислорода невозможно полное сгорание (окисление) органических молекул пищевых веществ. Тем не менее, как это показывают свойства ныне существующих анаэробных клеток, и в них необходимая для жизни энергия получается в ходе окислительно-восстановительных процессов. В аэробных системах конечным акцептором (т. е. окислителем) водорода служит Ог, в анаэробных — другие вещества. Окисление без Oj реализуется в двух путях брожения — в гликолизе и в спиртовом брожении. Гликолиз состоит в многостадийном расщеплении гексоз (например, глюкозы) вплоть до двух молекул пирувата (пировиноградной кислоты), содержащих по три атома углерода. На этом, пути две молекулы НАД восстанавливаются до НАД.Н и две молекулы АДФ фосфоршгируются— получаются две молекулы АТФ. Вследствие обратной реакции [c.52]

Значение ферментов в технике громадно ряд технологическ процессов основан на ферментативных реакциях, В производст казеина и его дальнейшей переработке в пластические массы фе меитативные процессы играют также первенствующую роль. Весы велико значение ферментов в процессах жизни. Большинство превр щений в организмах обусловлено их влиянием. Они видоизмеиян жиры, превращают углеводы в спирты и кислоты, расщепляют бе ковые вещества, участвуют в процессе дыхания, в реакциях окисл ния и восстановления. С их участием происходит коагуляция белковь веществ молока. Действие ферментов специфично, т. е. каждый фе меит выполняет какую-нибудь одну функцию, катализирует лии одну какую-нибудь химическую реакцию, иапример амилаза слю [c.54]

Железо и марганец являются передатчиками кислорода в процессах дыхания и принимают участие в ферментативных реакциях. Железо входит в состав дыхательного фермента. Соли кальция стимулируют развитие микроорганизмов, медь входит в состав ферментов. Кроме перечисленных элементов, для жизнедеятельности микроорганизмов необходимы так называемые микроэлементы цинк, бор, кобальт, никель, уран, телур и др-Они необходимы как стимуляторы развития и роста микробов, каталитически ускоряющие сложные физиологические процессы и действующие на физико-химические свойства коллоидов протоплазмы, усваиваются они из веществ, входящих в состав естественной питательной среды. [c.515]

В процессах дыхания и фотосинтеза освобождающаяся при переносе электронов энергия запасается первоначально в форме электрохимического трансмембранного градиента ионов водорода (ДДн+)> т.е. имеет место превращение химической и электромагнитной энергии в электрохимическую. Последняя затем может быть использована для синтеза АТФ. Поскольку в обоих процессах синтез АТФ обязательно связан с мембранами, реакции, приводящие к его образованию, получили название мембранзави-симого фосфорилирования. Последнее подразделяется на два вида окислительное (АТФ образуется в процессе электронного переноса при окислении химических соединений) и ф о-тосинтетическое (синтез АТФ связан с фотосинтетическим электронным транспортом) фосфорилирование. Следует подчеркнуть, что принципы генерации АТФ при фотосинтезе и дыхании, т. е. механизмы мембранзависимого фосфорилирования, одинаковы. Таким образом, энергия, получаемая в процессах брожения, дыхания или фотосинтеза, запасается в определенных формах. [c.97]

Тяжелый кислород 0 — один из наиболее перспективных изотопных индикаторов. Он уже был успешно применен во многих работах для изучения т ших важнейших процессов, как фотосинтез, дыхание животных и растений, окислительные реакции (в частности, окислительный катализ), реакции перекисных соединений и др. Дальнейшее развитие исследований в этих областях с применением 0 сильно затрудняется недостатком сведений об изотопном обмене кислорода, которому до сих пор уделяли слишком мало внимания. Это в равной степени относится к органическим и к неорганическим соединениям, составляющим предмет настоящего сообщения. Изучение обмена кислорода не только необходимо для применения изотопа Окак индикатора, но имеет большой самостоятельный интерес, так как механизм этого обмена тесно связан со все еще очень неясным механизмом переноса кислорода при химических реакциях. [c.245]

Углекислый газ восстанавливается до уровня углеводов с одновременным выделением кислорода. Эта реакция высоко эндергонична, и она осуществляется благодаря поглощению световой энергии. Энергия, накопленная в углеводах и других восстановленных соединениях, может быть затем использована в виде АТФ в процессах дыхания и фосфорилирования в дыхательной цепи. Недавно проведенные исследования показали, что световая энергия, накопленная в процессе фотосинтетического фосфорилирования, может непосредственно превращаться в химическую энергию АТФ. Хотя уравнение (6.1) точно воспроизводит общие стехиометрические отношения в процессе фотосинтеза в растениях, оно не определяет его основной реакции. Например, фотосинтезирующие бактерии никогда не выделяют кислород, а источником углерода для них вместо углекислого газа могут служить такие соединения, как уксусная кислота. По-видимому, основной реакцией фотосинтеза является превращение АДФ в АТФ в процессе циклического фотосинтетического фосфорилирования (см. стр. 274). [c.256]

По своим свойствам оксилит в то же время являете удачным поглотителем одновременно выделяющихся при дыхании водяных паров н углекислоты, в частности при использовании изолирующих кислородо-дыхатель-ныл аппаратов замкнутого действия (кислородо-водо-лазный скафандр и т. д.). При этом выделяющиеся в процессе дыхания водяные пары и углекислота химически взаимодействуют с оксилитом. В результате указанных выше реакций выделяется кислород. [c.66]

Свое начало органическое вещество топлив берет от живой природы — в большем количестве от растительного, меньшем — от животного мира. Созидание растительной материи совершается под влиянием солнечных лучей (фотосинтез) из углекислоты и влаги, попадающей в атмосферу от дыхания растений и животных, тления и горения веществ, содержащих углерод, от химических реакций, пршскодящ их в земной коре, и пр. Углекислота в растениях идет на построение сложных органических соединений, которые в свою очередь служат основой, созидающей животный мир. С прекращением жизни растений и животных органическое вещество их разлагается и при процессах тления, гниения и распада вновь превращается в углекислоту. Таким образом соверш-ается круговорот углекислоты в природе, приводящий в известных условиях к накоплению органического материала в природе. [c.5]

Биохимик считает, что он понимает процесс в живой клетке, если он знает его последовательные стадии, образующиеся промежуточные продукты и ферменты (биологические ускорители реакций), которые осуществляют каждую из стадий. Это представление он получает, разобрав биохимический аппарат и собрав его снова. Конечной целью его является воспроизвести биохимический процесс, такой, как, например, дыхание или превращение углеводов в жиры, в лаборатории и выразить подробно каждую стадию в виде химических уравнений. Наши представления об обменных реакциях редко бывают такими полными, но мы часто знаем по крайней мере основные стадии и можем воспроизвести их вне живой клетки. Мы знаем, например, первые стадии распада глюкозы в процессе дыхания в животном организме. Это — образование молекулы глюкозодифос-фата, который затем расщепляется на две молекулы триозомонофосфата. Мы знаем, какие ферменты в этом участвуют, и можем повторить эти реакции вне живой клетки. Правда, мы не представляем себе в точности, каким образом ферменты осуществляют свое характерное действие, но это более сложная проблема, которую следует разрешать после того, как будут выяснены стадии реакции и выделены соответствующие ферменты. [c.40]

Крупнейший из последователей Ван Гельмонта, голландский иатрохимик Франциск Сильвий (Дю Буа де ле Воз) (1614-1672 гг.) наиболее последовательно из всех иатрохимиков проводил мысль о том, что любые химические проявления в организме определяются ферментациями и эффервесценци-ями". Его теория кислотно-щелочных взаимодействий, продержавшаяся в медицинской химии в течение целого века, предшественница современного культа pH, как называет ее Д.Партингтон (17), была призвана объяснить химические реакции в организме, течение которых регулировалось ферментами. ферментация, по Сильвию, — это разложение вешеств тела с их частичным одухотворением. Эффервес-ценция - противоположный процесс это - соединение, материализация (42), Конкретное проявление ферментаций можно увидеть в дыхании, аналогичном по природе горению, и в пищеварительных процессах, а также в образованиях и превращениях жидкостей тела. Под действием ферментов кровь или желчь улучшакугсяГ однако сущность этого улучшения остается неясной. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология