Дыхание биологическая роль

Окислительно-восстановительные реакции играют важную роль в природе и технике. В качестве примеров окислительно-восстано-вительных процессов, протекающих в природных биологических системах, можно привести реакцию фотосинтеза у растений и процессы дыхания у животных и человека. Процессы горения топлива, протекающие в топках парогенераторов тепловых электростанций и в двигателях внутреннего сгорания, являются примером окислительновосстановительных реакций. [c.182]

Дыхание. Большинство гетеротрофных организмов получает энергию в результате биологического окисления органических веществ — дыхания. Водород от окисляемого вещества (см. 24) передается в дыхательную цепь. Если роль конечного акцептора водорода выполняет только кислород, процесс носит название аэробного дыхания, а микроорганизмы являются строгими (облигатными) аэробами, которые обладают полной цепью ферментов переноса (см. рис. 14) и способны жить только при достаточном количестве кислорода. К аэробным микроорганизмам относятся многие виды бактерий, гри-бь1, водоросли, большинство простейших. Аэробные сапрофиты играют основную роль в процессах биохимической очистки сточных вод и самоочищении водоема. [c.63]

Роль кислорода в природе и его применение в технике. При участии кислорода совершается один из важнейших жизненных процессов—дыхание. Окисление кислородом углеводов, жиров и белков служит источником энергии живых организмов. В организме человека содержание кислорода составляет 61% от массы тела. В виде различных соединений он входит в состав всех органов, тканей, биологических жидкостей. Человек вдыхает в сутки 20—30 м воздуха. [c.199]

Все основные биохимические процессы, связанные с Ж1)зне-де.чтельностью любого организма, происходят в клетке. Ткани, выреза1 кые из организма, продолжают некоторое время дышать поглощать кислород и выделять углекислоту. Отсюда н возникло понятие о клеточном и тканевом дыхании. Биологическая роль дыхания заключается в извлечеыпн энергии за счет окисления и распада органических веществ, которая используется клетками для выполнения тех или иных видов физиологической работы (непрерывное обновление организма, рост и движение клеток и тканей, работа сердца, сокращение мышц, секреция желез и т. д.). Следовательно, химизм аэробного клеточного дыхания обусловлен биологическими окислительно-восстановительными процессами, протекающими в живых клетках организма. [c.354]

Окисление — восстановление — один из важнейших процессов природы. Дыхание, усвоение углекислого газа растениями с выделением кислорода, обмен веществ и ряд биологических процессов в основе своей являются окислительно-восстановительными реакциями. Сжигание топлива в топках паровых котлов и двигателях внутреннего сгорания, электролитическое осаждение металлов, процессы, происходящие в гальванических элементах и аккумуляторах, включают реакции окисления — восстановления. Получение простых веществ, например железа, хрома, марганца, никеля, кобальта, вольфрама, меди, серебра, цинка, серы, хлора, иода и т. д., и ценных химических продуктов, например аммиака, щелочей, сернистого газа, азотной, серной и других кислот, основано на окислительно-восстановительных реакциях. Производство строительных материалов, пластических масс, удобрений, медикаментов и т. д. было бы невозможно без использования окислительно-восстановительных процессов. На процессах окисления — восстановления в аналитической химии основаны методы объемного анализа пер-манганатометрия, иодометрия, броматометрия и др., играющие важную роль при контролировании производственных процессов и выполнении научных исследований. [c.51]

В живых организмах различные классы комплексных соединений выполняют специфические функции в обмене веществ. Исключительно велика роль природных комплексных соединений в процессах дыхания, фотосинтеза, биологического окисления и в ферментативном катализе. Так, например, ионы Ре ,М + в качестве комплексообразователей входят в состав важнейших природных соединений — гемоглобина и хлорофилла. Структурные формулы этих веществ весьма сложные. Тем не менее общий принцип их построения можно выразить следующей схемой [c.207]

Процессы разделения жидких систем играют важную роль во многих отраслях народного хозяйства. Для осуществления этих процессов уже давно применяют разнообразные способы перегонку и ректификацию, абсорбцию и адсорбцию, экстракцию и др. Однако природа за миллионы лет эволюции живых организмов выработала наиболее универсальный и совершенный метод разделения с использованием полупроницаемых мембран. Действительно, биологические мембраны обеспечивают направленный перенос необходимых организму веществ из внешней среды в клетку, и наоборот. Без мембран невозможны были бы дыхание, кроветворение, синтез белка, усвоение пищи, удаление отходов и другие процессы. [c.13]

Биологическая роль. Существуют прямая связь между витамином Е и тканевым дыханием и обратная связь между этим витамином и степенью окисления липидов. [c.219]

Медь находит широкое применение. Металлическая в электротехнике, сплавы и соединения — в сельском хозяйстве, для изготовления медицинских препаратов я в технике. Биологическая роль меди очень велика. Она необходима для правильного протекания процесса кроветворения. Присутствие меди делает возможным образование веществ, необходимых для дыхания клеток. Организм нуждается в постоянном введении небольших количеств меди с пищей. Потребность взрослого человека составляет 2 мг в день. Нарушение медного обмена вызывает анемию и ряд других заболеваний, способных привести организм к гибели. Беспозвоночные (устрицы, осьминоги, кальмары) активно концентрируют медь в своем организме. В растениях медь стимулирует образование такого важного для их жизни вещества, как хлорофилл. Удобрения, содержащие медь, благотворно влияют на развитие растений. [c.293]

Биологическая роль гемоглобина заключается в осуществлении процесса дыхания — переносе кислород а в животном организме от легких к тканям. Гемоглобин, в котором гем является активным центром, образует с кислородом нестойкое молекулярное соединение — [c.544]

В этом и следует усматривать основную биологическую роль данной функции. Следовательно, роль дыхания также состоит в обеспечении потребности клетки в пластическом и энергетическом материале. Однако лабильные, богатые энергией продукты, возникающие в акте дыхания, образуются не из неорганических соединений и не за счет энергии кванта света, а путем преобразования органических молекул, образовавшихся в зеленых частях растений в акте фотосинтеза. Весьма интересны в этом же отношении данные, касающиеся чисто энергетических сторон фотосинтеза и дыхания. Из приведенной на рис. 91 схемы следует, что как в акте фотосинтеза, так и в акте дыхания сущность первоначального этапа реализации энергии состоит в образовании активного электрона, который генетически связан с молекулой воды. В акте фотосинтеза активирование ( зарядка ) этого электрона достигается за счет энергии кванта света, поглощенной и преобразованной хлорофиллом. В акте дыхания активный электрон образуется путем придания мобильной формы энергии химических связей, содержащейся в молекуле органических соединений, используе- [c.308]

Все вышеизложенное можно кратко обобщить в следующей форме. В основе механизма клеточного и тканевого дыхания лежат окислительно-восстановительные реакции, протекающие при окислении субстратов дыхания. Этот процесс осуществляется главным образом в митохондриях клеток сложной и многообразной системой дыхательных ферментов. Биологическая роль клеточных ферментов, подобно другим катализаторам, состоит в снижении энергии активации окислительных реакций в обход энергетического барьера. [c.365]

Высказывалось предположение [116], что биологические карбоксилирования существенны для роста и дыхания, потому что они способствуют синтезу кислот, содержащих четыре атома углерода (фумаровая, яблочная, янтарная, щавелевоуксусная) и играющих важную роль в дыхании, а может быть, и в фотосинтезе. [c.217]

Окислительно-восстановительные реакции являются самыми распространенными и играют большую роль в природе и технике их можно наблюдать при сгорании топлива, в процессах коррозии металлов и при электролизе, они лежат в основе металлургических процессов, с их помощью получают аммиак, щелочи, азотную, соляную и серную кислоты и многие другие ценные химические продукты. Благодаря окислительно-восстановительным реакциям происходит превращение химической энергии в электрическую в химических источниках тока — гальванических элементах и аккумуляторах. Не меньшую роль играют эти реакции и в биологических процессах фотосинтез, дыхание, обмен веществ — все эти процессы основаны на окислительно-восстановительных реакциях. [c.154]

Следовательно, ПД-комплекс представляет собой сложную, саморегулирующую систему, которая играет важную роль как в биологическом контроле дыхания и энергетическом обеспечении организма, так и в регуляции общих путей катаболизма в целом. [c.264]

В присутствии катализаторов под действием кислорода воздуха егко де гидрируется в дисульфидное соединение — глутатион окисленный. Играет важ ную роль как фактор роста при делении клеток, клеточном дыхании и в биологическом пептидном синтезе.. [c.107]

Уже в своих первых работах (1908) В. И. Палладии пришел к выводу, что наиболее важную роль в качестве катализаторов в биологическом окислении играют не оксидазы, а так называемые хромогены — пигменты, широко распространенные в растениях. Бесцветные хромогены в растительных тканях в присутствии кислорода легко окисляются и переходят в окрашенные пигменты, которые затем быстро восстанавливаются (обесцвечиваются). Переход хромогена во время дыхания в пигмент и обратно, который можно наблюдать по окрашиванию и обесцвечиванию, указывает на важную роль этих хромогенов и их пигментов в дыхании растений. В. И. Палладии назвал их дыхательными хромогенами . [c.231]

Изменение связывания кислорода гемоглобина в форме 5-образной кривой имеет большой биологический смысл. Кривая показывает исключительную роль гемоглобина в связывании кислорода при его избытке (в органах дыхания) и высвобождении его, если окружающая среда (ткани) испытывает в нем недостаток. [c.22]

Пиррольные ядра входят в состав порфина — соединения, лежащего в основе двух биологически весьма важных веществ гемоглобина — красного красящего вещества крови, играющего исключительно ответственную роль в процессе дыхания, и хлорофилла — зеленого красителя растений и водорослей, принимающего активное участие в процессе фотосинтеза. [c.542]

Б. Загрязнение как нарушение баланса между фотосинтезом и дыханием. Устойчивое равновесие между фотосинтезом (Ф) и дыханием (Д) является предпосылкой к сохранению постоянства химического состава воды. Эти процессы играют важную роль в самоочищении природных вод. Нарушение равновесия между фотосинтезом и дыханием ведет к химическим и биологическим изменениям, т. е. к загрязнению [5, 6]. При Ф>Д прогрессирует накопление водорослей, что в конечном счете ведет к перегрузке водоемов органическими веществами, при Д>Ф растворенный кислород может исчерпаться (биохимическое потребление кислорода) и, в конце концов, КЮз- 5042- и СО2 восстановятся до N2, NH4+, Н5 и СН4. Для сохранения воды в незагрязненном, эстетически приятном состоянии необходимо равновесие между Ф и Д. При Фл Д в результате дыхательной (гетеротрофной) деятельности органические вещества разлагаются на составные части также быстро, как и образуются в процессе фотосинтеза выделяемый при этом кислород может использоваться для дыхания (см. рис. 4). Отклонение от равновесия Ф—Д происходит в результате поступления в воду избытка органических гетеротрофных питательных веществ. Равновесие между Ф и Д может нарушиться при распаде Ф- и Д-организмов. [c.23]

В живых организмах различные классы комплексных соединений выполняют специфические функции в обмене веществ. Исключительно велика роль природных комплексных соединений в процессах дыхания, фотосинтеза, биологического окисления и в ферментативном катализе. [c.261]

В живых организмах комплексные соединения выполняют специфические функции в обмене веществ. Огромна роль природных комплексных соединений в проц 2ссах фотосинтеза, биологического окисления, дыхания и в ферментативном катализе. [c.258]

Освещаемые растения поглощают Од и выделяют СО2 в ходе процесса, называемого фотодыханием, которое отличается от митохондриального дыхания. Биологическая роль этого процесса представляет собою загадку. Гликолат, основной субстрат фотодыхания, происходит из фосфогликолата, образующегося при оксигенировании рибулозо-1,5-бисфосфата (рис. 19.24). Реакция катализируется рибулозо-1,5-бисфосфат—- [c.199]

Биологическая активность. Термодинамика дыхания. Специальную роль в дыхании играют миоглобин и гемоглобин (сокращенно МЬ и НЬ) па этом примере можно проиллюстрировать некою-рые положения термодипамики. [c.302]

Биологическая роль никотиновой кислоты заключается в том, что ее амид входит в состав кофермента никотинамидадениндинуклео-тида (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ), анэ-робной дегидрогеназы, которая играет значительную роль в окислительно-восстановительных процессах при брожении и дыхании. Методы определения никотиновой кислоты построены на цветных реакциях. [c.135]

Проб.пемы биологических окислительных процессов неразрывно связаны с именем выдающегося советского ученого академика Л. И. Баха, который в течение всей своей жизни аиимался изучением химизма дыхания. О роли нерекнспых соединений в процессах биологического окисления см. А. Ы. Бах, Собрание трудов по химии и биохимии. Изд. АН СССР, М., 1950.—Прим. ред. [c.346]

Биологическая роль гемоглобина заключается в осуществлении процесса дыхания — переносе кислорода в животном организме от легких к тканям. Гемоглобин, в котором гем является активным центром, образует с кислородом нестойкое молекулярное соединение— оксигемоглобин, легко диссоциирующий с выделением кислорода. Важно отметить, что железо гема связывает кислород только в присутствии глобина в течение всего процесса железо остается двухвалентным [c.548]

Биологическая роль дыхания состоит в том, что, подвергая химическим превращениям богатые энергией соединения (углеводы, белки, жиры), живая клетка способна предотвратить потерю определенной части содержащейся в ней энергии и ее рассеяние в виде тепловой. Сбереженную энергию клетка запасает в молекулах специфических химических соединений, выполняющих роль весьма совершенных аккумуляторов энергии. Важное значение этих соединений состоит в том, что запасенная в них энергия находится в форме особых богатых энергией (макроэргических) связей. Энергия этих связей легко мобилизуема, благодаря чему клетка способна при минимальных потерях обеспечивать выполнение протекающих в ней разнообразных эндэргониче-ских реакций, требующих затраты энергии. [c.245]

Биологическая роль кофермента А связана с важными реакциями, протекающими в животных и растительных тканях — реакциями трансацилирования. К настоящему времени известно около 70 ферментативных реакций с участием кофермента А в метаболизме углеводов, белков и липидов, а также в процессах тканевого дыхания, брожения, водного [c.239]

К. содержится почти во всех организмах. Роль К. состоит в защите организма от ядовитого действия HjOj, образующегося при биологическом окислении (напр., дыхании). [c.122]

Роль рибофлавина в биологическом окислении была установлена в результате большого интереса биохимиков к процессам дыхания клетки. В 20-х годах Варбург обнаружил, что кислород реагирует с каким-то железосодержащим катализатором дыхания. Позже было показано, что краситель метиленовый синий часто может замещать кислород в качестве окислителя. Окисление в эритроцитах глюкозо-6-фосфата метиленовым синим требовало присутствия как фермента , так и кофермента , позднее идентифицированного как NADP+. Было установлено, что выделенный из дрожжей желтый белок обладает примечательным свойством обесцвечиваться под действием восстановительной системы, содержащей глюкозо-6-фосфат, белок и кофермент из эритроцитов. [c.253]

Координирующая роль мембран состоит в том, что многие ферменты активны только в связанном с мембранами состоянии (мембраны создают своеобразный биологический конвейер ). Поэтому, важна также векторная роль мембран в действии ферментов. Примерами могут быть процессы фотосинтеза трансформация энергии и биосинтез органических веществ протекает на мембранах как высокоорганизованный процесс дыхание и окислительное фосфолирование в мембранах митохондрий, а также всасывание и переваривание пищи, возникновение и передача импульсов в нервной системе, работа органов чувств, работа сердца, сокращение мышц. [c.108]

В XVII—XVIII вв. широкое признание среди ученых получила теория горючего начала—флогистона, сформулированная немецким химиком и врачом Г. Шталем. Несмотря на ошибочность основных положений, теория флогистона (объяснявшая процессы горения выделением из горящего тела особого невесомого вещества) сыграла в истории науки положительную роль, так как способствовала развитию экспериментального направления в химии. Опровержение этой теории связано с работами М. В. Ломоносова и А. Лавуазье, открывших в науке основные законы сохранения энергии и вещества, справедливые и для биологических объектов. Кроме того, А. Лавуазье показал, что при дыхании, как и при горении органических веществ, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. [c.16]

В XX в. большое число открытий привело к подлинному расцвету биохимии. Фундаментальные исследования в области энзимологии, химии белков, липидов, углеводов, идентификация молекулярных механизмов основных обменных процессов, а также структуры и функций генома вывели биохимию на уровень основной количественной биологической науки. Велика роль российских ученых в становлении и развитии биохимии. Приоритетные исследования — белков и аминокислот (А. Я. Данилевский, С. С. Салазкин, М. В. Ненц-кий и др.) витаминов (Н. И. Лунин, К. А. Сосин, В. В. Пашутин) тканевого дыхания (А. Н. Бах, В. И. Палладии) трансаминирования аминокислот (А. Е. Браунштейн) механизмов механохимического сопряжения (В. А. Энгель-гардт) химии нуклеиновых кислот и механизмов биосинтеза белка (А. Н. Белозерский, А. С. Спирин) биоэнергетики (В. П. Скулачев) структуры и функций генома (Г. П. Георгиев) и работы других российских ученых внесли огромный вклад в современную биохимию. [c.5]

С другой стороны, использование химических методов в исследовании непосредственно биологических процессов привело в самом конце прошлого века к рождению биохимии. Ее появление обычно связывают с открытием энзиматического катализа и самих биологических катализаторов — ферментов, идентифицированных несколько позднее в качестве особых веществ и выделенных в кристаллическом виде в середине 20-х — начале 30-х годов. Крупнейшими событиями в биохимии явились установление центральной роли АТР в энергетическом обмене, выяснение химических механизмов фотосинтеза, дыхания и мышечного сокращения, открытие транс-аминирования — а в итоге познание основных принципов обмена веществ в живом организме. В начале 50-х годов Дж. Уотсон и Ф. Крик расшифровали структуру ДНК, дав человечеству знаменитую двойную спираль, и ученый мир салютовал рождению новой науки о путях хранения и реализации генетической информаиии — молекулярной биологии. [c.9]

По биологической активности лейкотриены значительно превосходят другие известные биорегуляторы, например гистамин. Они играют существенную роль в развитии различных патологических состояний. Миотропные пептидные лейкотриены (LT < и LTD4) влияют на процесс дыхания. Лейкотриены активно сокращают гладкие мышцы желудочно-кишечного тракта, действуют и на сердце, вызывая сильное сокращение коронарных сосудов возможно, они участвуют в развитии ишемии миокарда. Наряду с липоксинами и простагландинами лейкотриены служат также важными регуляторами иммунной системы. [c.759]

Научные работы посвящены изучению механизма превращения энергии в биологических мембранах. Исследовал трансформацию химической энергии в электрическую на мембранах митохондрий, роль мембранного потенциала как фактора, сопрягающего освобождение и аккумуляцию энергии в клетке. Открыл терморегуляторное разобщение процессов дыхания и фосфорилирования и сделал вывод о том, что вещества-разобщители являются переносчиками ионов через биологические мембраны. Провел самосборку протеолииосом, генерирующих электрический ток, что явилось доказательством суще- [c.466]

Использование тяжёлого кислорода в биологических исследованиях. Касаясь использования кислорода, меченого в биологических исследованиях, необходимо отметить работы Б. Б. Вартапетяна [15-17], проведённые в Институте физиологии растений (ИФР) АН СССР, который изучал скорость поступления и распределение Н О в тканях различных органов растений фасоли. Автор обнаружил, что не во всех органах растений сразу достигается равновесие между водой в тканях растений и водой питательного раствора. В листьях и корнях растений имеется какое-то количество труднообмениваемой воды. В других работах автор исследовал с использованием Нз О и 2 окисление катехинов, которые играют большую роль для получения качественного чая при его технологической переработке. Было показано, что в состав окисляемых соединений включается как атмосферный молекулярный кислород, так и кислород Н2О. Наряду с прямым включением в состав конденсированных продуктов, молекулярный кислород используется как акцептор водорода субстрата окисления. В своих исследованиях дыхания растений с использованием и Н О автор показал, что молекулярный кислород, поглощаемый из атмосферы при дыхании проростков пшеницы, не выделяется прямо с СО2 дыхания, а идёт на образование Н2О в тканях растения, тогда как изотопный состав кислорода углекислоты дыхания соответствует изотопному составу воды ткани. Автором разработан метод для изотопного масс-спектрометрического анализа кислорода органических соединений. [c.552]

Дискутируется вопрос о месте первого в электрон-транспорт-ной системе фотосинтеза и о месте второго в электрон-транспорт-ной системе дыхания. Как видно из опытов, эти вещества по функциональным группам идентичны п-бензохинону, образующемуся в результате окисления гидрохинона. Не исключено, что гидрохинон в цитохромоксидазной системе и и-бензохинон в реакции Хилла действуют как аналоги естественных веществ. Выше были указаны примеры, когда при применении в системах вместо простых фенолов более сложных фенольных веществ из растений получались аналогичные результаты. Все это свидетельствует о том, что опыты с простыми экзогенными веществами приносят пользу в деле познания окислительно-восстановительных процессов црирод-ных фенольных веществ в организмах. Возникает вопрос, в чем конкретно состоит биологическое значение рассмотренных здесь систем. Еще в начале нашего века Палладии [26] высказал предположение, что фенольные вещества в растениях выполняют функции переноса водорода с субстратов дыхания на молед улярный кислород. Изложенные здесь факты являются экспериментальным подтверждением этого предположения. Обнаружено, в том числе и нами [2], что полифенолоксидаза концентрируется в наружных частях растений. Так как растения дышат поверхностью, то не исключено, что система полифенолоксидаза — фенольное вещество выполняет важную роль в питании растений кислородом. Как сле- [c.144]

Северин С. Е. Биологическое окисление и окислительное фосфорилирование. В кн. Химические основы процессов жизнедеятельности. Медгиз, 1962. 185. Скулачев В. П. Роль адениннуклеотидов в фосфорилирующем дыхании и физиолр- [c.251]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология