Углерод форма жизни

При поедании животными крахмал, а в некоторых случаях также целлюлоза разрушаются, давая снова исходную (+)-глюкозу. Последняя с током крови переносится в печень и там превращается в гликоген, или животный крахмал в случае необходимости гликоген снова может быть разрушен до (+)-глюкозы. (-Ь)-Глюкоза переносится током крови в ткани, где она окисляется в конце концов в двуокись углерода и воду с выделением энергии, полученной первоначально с солнечным светом. Некоторое количество (- -)-глю-козы превращается в жиры, а некоторое реагирует с азотсодержащими соединениями с образованием аминокислот, которые, соединяясь друг с другом, дают белки, являющиеся субстратом всех известных нам форм жизни. [c.931]

Глубина залегания осадочных пород Земли сильно варьирует от 2 - 3 км в платформенных областях (с плоским рельефом) и до 12 км в континентальных впадинах, отличаются пористостью и высокой проницаемостью для жидкостей и газов. Они отлагались в пласты в определенной хронологической последовательности, погребая окаменелые остатки древних животных и растений. На основании этого выделяют геохронологические эры и периоды, характерные для различных форм жизни (табл.2.1). Возраст горных пород для этой цели определяют радиологическими методами, основанными на изучении радиоактивного распада некоторых химических элементов (изотопов урана, углерода, свинца, кальция и др.). [c.52]

Согласно распространенным представлениям, наиболее древние формы жизни, источником энергии для которых служили реакции субстратного фосфорилирования, использовали органические соединения внещней среды одновременно по двум каналам в качестве источника энергии и источника углерода. Постепенное исчерпание таких соединений из окружающей среды поставило организмы перед двумя проблемами поиском новых источников энергии и новых источников углерода. В первом случае это привело к использованию энергии света, во втором — к использованию углекислоты. [c.290]

В зеленых растениях углеводы образуются при фотосинтезе (гл. 13). Растительный пигмент хлорофилл поглощает энергию солнечного света, которая используется для превращения диоксида углерода и воды в углеводы и кислород (рис. 11.1). Углеводы являются огромным хранилищем энергии, и существование всех форм жизни на нашей планете обязано фотосинтезу. [c.242]

Однако рассмотренные выше возможности самопроизвольного образования оптически активных веществ сами по себе еще не объясняют, почему большинство природных соединений, таких, как углеводы, аминокислоты, терпены, стероиды, алкалоиды, антибиотики и т. д., были найдены в природе лишь в одной из энантиомерных форм. Такая стереоспецифичность природных продуктов весьма велика. Так, оказалось, что все аминокислоты, входящие в состав белков и полипептидов, характерных для более высоких форм жизни, имеют так называемую Ь-конфигурацию (ср. гл. 5) с таким расположением групп вокруг асимметрического атома углерода, как это изображено на рис. 4-50. Только несколько аминокислот, которые содержатся в бактериях [c.82]

Почти все живое на Земле прямо или косвенно (как в случае с животными) зависит от фотосинтеза. В процессе фотосинтеза создаются источники углерода и энергии, доступные для живых организмов кроме того, вьщеляется кислород, жизненно необходимый для аэробных форм жизни. Человечество тоже зависит от фотосинтеза, поскольку пользуется созданными в течение миллионов лет ископаемыми видами топлива. [c.254]

Ввиду широкого разнообразия экспериментальных методов и большого числа трудностей, сопутствующих космическим исследованиям, основой первых биологических экспериментов должно быть обнаружение общей метаболической активности микроорганизмов. Приборы, предназначенные для обнаружения жизни на Марсе, должны быть ориентированы на поиск известных нам форм. Хотя наше воображение может представить различные экзотические формы жизни и механизмы жизненных процессов, на первых этапах поиска жизни вне Земли необходимо исходить только пз наших знаний о земных организмах как о водно-белково-нуклеиновых комплексах. Не существует элемента, который бы, подобно углероду, образовывал сложные макромолекулы, отобранные в процессе эволюции в качестве наиболее подходящих для кодирования и передачи наследственной информации, для каталитических превращений на клеточном уровне и т. д. Подобно этому, вода пе имеет эквивалента в качестве универсального растворителя. Планомерность космических исследований требует, чтобы первые биологические эксперименты были направлены на обнаружение такого важнейшего свойства земных организмов, как редупликация биополимеров (Имшенецкий, 1962, 1970). [c.108]

Между массой организмов и продукцией нет прямой зависимости организмы с коротким жизненным циклом могут давать значительную продукцию при малой биомассе за счет быстрого оборота. А организмы с длительным циклом накапливают биомассу. Именно таково соотношение между фитопланктоном и остальными формами жизни в океане. Для годового цикла в продуктивной зоне океана дыхание биоты в 10 раз превышает прирост ее массы, составляя соответственно 3 Гт массы углерода в биоте и 36 Гт в выделяемой углекислоте. [c.131]

Б. Да, если соединения углерода находятся в доступном виде. Я думаю, что сейчас мы должны затронуть еще один вопрос. Подобные соображения можно было бы использовать при конструировании систем обнаружения жизни для нужд разрабатываемой в настоящее время космической программы. Основной принцип состоит в том, чтобы выявлять соединения, характерные для земных форм жизни. [c.316]

Возникает больше возможностей, если мы позволим частичкам твердой материи или каплям жидкости (или каплям, окруженным особой оболочкой) перейти почти в газообразное состояние. В таких случаях труднее доказать, что такая форма жизни весьма маловероятна. Можно было бы предположить невозможность развития каких-либо крупных организмов, использующих подобную систему, но здесь мы должны быть осторожными. Само существование наземных животных и растений доказывает, что однажды система некоторым образом усовершенствовалась естественный отбор может быть очень изобретательным, преодолевая трудности подобного рода. Однако все же когда ознакомишься с проблемой, то самое легкое решение — это применить систему, в основе которой крупные соединения, напоминающие твердые структуры, но в незначительном масштабе, и плаваюш ие почти в жидкости. По-видимому, чему-либо еще было крайне трудно начать развитие. Поскольку углерод — это атом, который, в отличие от остальных, превосходит по количеству связей другие атомы, тем самым создавая почти бесконечное разнообразие органических молекул, и поскольку вода — это наиболее распространенная молекула во Вселенной, которую, вероятно, можно найти в любом количестве в жидком состоянии, то не вызывает большого удивления, что жизнь, как мы знаем, основана на соединениях углерода, растворенных в воде. [c.49]

К счастью, у нас здесь нет необходимости интересоваться этими довольно маловероятными возможностями Очевидно, что наша форма жизни основана на соединениях углерода в водной среде. Что представляют собой эти органические соединения и как они взаимодействуют друг с другом [c.50]

В чем, в конечном счете, главная особенность генов В том, что они являются репликаторами. Считается, что законы физики справедливы во всех доступных наблюдению точках Вселенной. Существуют ли какие-нибудь биологические законы, которые могли бы носить такой же универсальный характер Когда астронавты отправятся к отдаленным планетам в поисках жизни, они могут встретиться с существами, настолько странными и неземными, что нам трудно их себе представить. Но есть ли что-нибудь, что свойственно всему живому, где бы оно ни находилось и на чем бы ни основывалась его химия Если бы оказалось, что существуют такие формы жизни, химия которых основана на кремнии, а не на углероде, или использует аммиак, а не воду, если бы обнаружились формы, которые при температуре минус 100°С вскипают и гибнут, или формы, базирующиеся вовсе не на химии, а на каких-то очень хитрых электронных схемах, то мог бы тем не менее существовать некий общий закон, которому подчинялось бы все живое Разумеется, я этого не знаю, но если бы мне пришлось держать пари, я бы сделал ставку на один фундаментальный закон — закон о том, что все живое эволюционирует в результате дифференциального выживания реплицирующихся единиц. Случилось так, что реплицирующейся единицей, преобладающей на нашей планете, оказался ген — молекула ДНК. Возможно существование и других таких единиц. Если они существуют, то при наличии некоторых иных условий они неизбежно составляют основу некого эволюционного процесса. [c.150]

Поток углерода, проходящий через ту или иную ферментативную реакцию, можно регулировать, изменяя следующие параметры 1) абсолютное количество присутствующего фермента 2) пул реагентов (помимо фермента) 3) каталитическую эффективность фермента. Большинство форм жизни использует все три типа регуляции. [c.99]

Поиски жизни вне Земли в первую очередь опираются на знания условий, необходимых для земной жизни. Они впервые наиболее полно исследованы В. И. Вернадским в его учении о биосфере (1926). Есть все основания считать, что жизнь организмов, построенных из соединений, в основе которых находится углерод, возможна при колебаниях температуры в пределах от 4-80° до —70°. Это дает основание предполагать в нашей Солнечной системе существование жизни на Марсе. Сезонные изменения окраски на Марсе некоторые астрономы упорно связывают с наличием растительных форм жизни. Разумеется, окончательно этот вопрос сможет быть решен только после проникновения специальной космической [c.222]

Химическая энергия — основная форма энергии, воспринимаемая живыми организмами без ее восприятия невозможна жизнь. Главная роль растительного мира заключается в накоплении этой энергии и поддержании баланса углерода в природе. Сами растения — сложный комплекс органических соединений, основой которого являются высокомолекулярные углеводы. [c.13]

Присоединяясь к углеродным скелетам и замещая водородные атомы в определенных точках углеводородной цепи, атомы кислорода создают особую химическую информацию, зависящую от многообразия форм замещения тут могут появляться и гидроксильные замещения, и кетонные или альдегидные, и, наконец, группы карбоксила, а также кислородные мостики, например, между атомами углерода. Во всех этих случаях могут образоваться все градации от высокой степени полезных для жизни, так и вредных стоит напомнить об обычном биогенном действии гидроксильной группы в молекуле воды и угнетающем действии той же группы в молекуле спирта или о ядовитом действии молекулы СО и гораздо более безобидном (по крайней мере, в малых концентрациях) действии на живые клетки молекул СО2. [c.360]

В еще большей степени это замечание справедливо в отношении более высоких уровней организации углеродных структур. Когда человечество стоит на пороге XXI века и наука ежедневно вносит конструктивные изменения, давая жизнь новейшим открытиям (коаксиальные углеродные нанотрубки, линейные аналоги фуллеренов и пр.), структурная химия до сих пор оставляет невыясненным, хотя бы с принципиальной точки зрения, строение разнообразных пространственно сшитых полимеров углерода, открытых более четверти века назад. И признается лишь тот факт, что различные его формы -поликристаллические фафиты, сажи, углеродные пленки, дендриты, ламелярные и надмолекулярные образования, коксы, стеклоуглерод, пироуглерод, карбин, алмаз и алмазные пленки, шунгит, антрацит, углеродные и фафитовые волокна, микропористые адсорбенты, композиционные материалы и пр. - существуют. [c.3]

Почти всегда мы имеем дело не с металлоорганическими соединениями, содержащими связи металл — углерод, но с ионными координационными соединениями. Жизнь зарождалась, по-видимому, в водной среде (см. гл. 17), металлоорганические соединения не растворяются, а разлагаются водой, в то время как ионы металлов хорошо растворимы в воде. О роли водной среды свидетельствует и важное значение молибдена в биологии. Содержание этого элемента в земной коре незначительно. Крик в полушутливой форме писал, что наличие молибдена в организмах свидетельствует о том, что жизнь занесена на Землю инопланетянами. Однако в морской воде содержание Мо того же порядка, что Ре и Хп. [c.216]

Против этой идеи Энгельс выдвигает критические замечания, указывая, что гипотеза о вечной жизни и о занесении извне ее зародышей предполагает 1) вечность белка, 2) вечность первичных форм, из которых может развиваться все живое. И то и другое, по Энгельсу, недопустимо. Утверждение Либиха, будто соединения углерода столь же вечны, как и сам углерод, сомнительно, если не ложно... Соединения углерода вечны в том смысле, что при одинаковых условиях смешения, температуры, давления, электрического напряжения и т. д. они постоянно воспроизводятся. Но до сих пор никому еще не приходило в голову утверждать, что, например, хотя бы только простейшие соединения углерода, СО2 или СН4, вечны в том смысле, будто они существуют во все времена и более или менее повсеместно, а не порождают себя постоянно заново из своих элементов и не разлагаются постоянно снова на те же элементы. Если живой белок вечен в том смысле, в каком вечны остальные соединения углерода, то он не только должен постоянно разлагаться на свои элементы, что, как известно, и происходит фактически, но должен также постоянно порождать себя из этих элементов заново и без содействия уже готового белка, а это прямо противоположно тому результату, к которому приходит Либих [c.146]

Силоксаны-химически инертные соединения, они обладают водоотталкивающими свойствами, являются изоляторами и устойчивы к нагреванию. Вопреки юм> что пишут о них в пау ко-фа1 тастической литературе, си-локсаны нельзя рассматривать как подходящую альтернативу углерода в образовании каких-либо форм жизни, по крайней мере в земных условиях. [c.454]

Огромный интерес представляют вещества, которые образуют живую материю или используются ею. Из всех элементов именно углерод играет главную и определяющую роль в биологическом мире, пос-кэльку специфические и химические свойства невероятно сложных со-ед шений углерода обеспечивают способность биологических объетсгов быть живыми . Таким образом, органическую химию можно рассматривать как своеобразный мост от неживой природы к высшей ее форме - жизни. [c.12]

В свете изотопных исследований расширяется представление о длительности существования жизни на Земле. Так изотопный состав таких элементов, как сера и углерод, может свидетельствовать о наличии хотя бы первичных форм жизни (Галимов, 1968). Например, в датированных свинцово-урановым методом отложениях железистых формаций Алданского щита (3000 млн. лет) и Вумен Ривер в Канаде обнаруживаются изотопные свидетельства сульфа-тредукции, т.е. следы сульфатредуцирующих бактерий (Шидловский, 1980). В железистой формации Иссуа в Западной Гренландии, по которой свинцово- [c.561]

Хлорированные углеводороды, как правило, токсичны, причем токсичность обычно увеличивается с увеличением числа атомов хлора в молекуле. Большинство отравлений среди хнмиков-исследователей и работников химической промышленности приходится на долю двух веществ бензола и четыреххлористого углерода. Ни одно из них не оказывает особо страшного немедленного эффекта, поэтому с ними часто работают небрежно, но эти н другие подобные вещества накапливаются в организме. Попадание в организм даже небольших доз может вызвать серьезное отравление через несколько лет. С этими веществами всегда следует работать в защитной маске, если это возможно. Многие хлорированные углеводороды особенно ядовиты для насекомых, и некоторые соединения этого типа используют как инсектициды, например ДДТ, днэльдреп, альдрен, гексахлорбензол (рис. 21.22). Подобные соединения часто не разрушаются в атмосферных условиях и поэтому . могут накапливаться в почве, воде и живых организмах. Большие опасения вызывает проблема широкого распространения инсектицидов в окружающей среде и их влияния на различные формы жизни, включая жизнь человека. [c.156]

В природе распространены ароматические углеводороды с содержанием в молекуле больше 10 атомов углерода (до высокомолекулярных их соединений). Самым распространенным является парацимол, который встречается во всех специях (пряностях). Присутствие высокомолекулярных УВ в морских организмах было установлено В. Бергманном ([23], [24]). Он первым заметил, что содержание неомыляемой фракции липидов беспозвоночных выше в более примитивных животных формах. Это свидетельствует о том, что воски, стеролы и УВ преобладают в низших и самых примитивных формах жизни. М. Блюмер и другие исследователи ([26], [27], [28]) выделили из морского зоопланктона пристан и целый ряд УВ, связанных фитолом. [c.219]

По Холланду, восстановительная атмосфера оставалась таковой около 5 10 лет разложение аммиака с выделением азота, а также превращения метана в двуокись углерода ослабили восстановительные свойства атмосферы и ознаменовали собой вторую стадию ее эволюции. В третьей стадии, которая началась 1,8 10 лет тому назад, атмосфера стала уже окислительной. Предполагают, что появление первых форм жизни произошло приблизительно 2,7 10 лет тому назад. [c.139]

В настоящее время большое развитие получили исследования по абиотическому синтезу органических веществ в модельных экспериментах. В сходных модельных экспериментах удалось получить открытые многомолекулярные системы — предшественники первых организмов (пробионтов). Сравнительное биохимическое изучение современных наиболее примитивных живых существ позволило теоретически представить себе эволюцию этих веществ и систем на пути к возникновению жизни. Теперь кажется весьма заманчивым попытаться проследить последовательные стадии этой эволюции — от все более усложняющихся химических соединений углерода земных недр до тех наиболее примитивных форм жизни, которые мы обнаруживаем в докембрии в виде ископаемых остатков. Это очень сложная и далеко еще не решенная задача, но на ее решение уже направлены сейчас усилия многих геологов и палеонтологов. Об этом свидетельствует то исключительное внимание, которое было уделено проблеме возникновения жизни на проходившем в 1972 году в Канаде 24-м Международном геологическом конгрессе. Представленные на нем многочисленные палеонтологические находки примитивных организмов обнаружены в очень [c.5]

Особый интерес для нас представляет жизнь, какой мы видим ее здесь, — жизнь, основанная на соединениях углерода растворенных в воде. Мы сталкиваемся со Вселенной огромной величины, которая, главным образом, пуста, но в которой изредка встречаются особые места подходящие для формы жизни, не похожей на нащу Сколько в ней мо жет быть таких мест [c.78]

Эволюция живого мира в течение геологического времени приводит к расширению круга таксонов, к увеличению разнообразия форм и замене одних форм другими. Отмечаются и различия в биохимическом составе организмов, стоящих на различных ступенях генетической лестницы, несмотря на единство биохимического плана строения живых организмов. Органические компоненты живых веществ представлены главным образом белками, жирами, углеводами и построены из атомов углерода, водорода, кислорода, азота, серы, фосфора. Клетки живых организмов и растений используют эти элеме+iTbi в качестве источника химической энергии в ходе метаболизма. Распад химических веществ в клетках различных животных осуществляется по единому плану. Однако имеется и ряд различий в биохимическом составе организмов, обусловленных как эволюцией живого вещества в фанерозое, так и различием условий жизни в разных бассейнах в одно и то же геологическое время. [c.188]

Скорость перевода атмосферного азота в состояние, в котором он может быть усвоен или реализован, в природных процессах весьма мала. В среднем половина необходимого для жизни азота возвращается через атмосферу за 10 лет, тогда как для кислорода этот период составляет 3000 лет, а для углерода всего 100 лет. В то же время, организация современного культурного земледелия связана с непрерывным уносом усвояемого азота с посевных площадей, достигающим 88 млн. тонн в год, а это 90% азота, необходимого для питания растений. Поэтому первоочередная задача — непрерывное пополнение запасов азота в почве в усвояемой растениями форме, то есть в виде его соединений. До конца XIX столетия источником подобного связанногр азота служили естественные удобрения и лишь в незначительной степени природные соли — нитраты натрия и калия, запасы которых в природе весьма ограничены. Увеличение масштабов культурного земледелия и потребностей промышленности в разнообразных соединениях азота потребовали разработки промышленных способов получения этих соединений, то есть способов связывания атмосферного азота. [c.184]

Фотосинтез является непременным условием жизни растений и животных, будучи фактически самым крупномасштабным синтетическим процессом на Земле. Как считает П. Нобел, за год фотосинтезирующими организмами фиксируется и переводится в форму органических соединений около 5-10 г (50 млрд. т) углерода, причем большая часть его фиксируется фитопланктоном, живущим вблизи поверхности океанов. Это количество соответствует параллелепипеду, сложенному из фотосинтетиче-ских продуктов, с основанием 1 км и высотой несколько более 100 км. Источником углерода для фотосинтеза служит атмосферный СО2 (содержание в атмосфере составляет 0,03%), а также СО2 и НСОз растворенные в воде озер и океанов. Из продуктов фотосинтеза, кроме органических соединений, очень важное значение имеет кислород, необходимый для всех организмов, обладающих дыханием. Весь кислород, содержащийся в атмосфере, был образован путем фотосинтеза за несколько тысячелетий. [c.161]

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]

Диазометам представляет собой интересный агент алкилирования, который в результате взаимодействия со слабокислыми соединениями типа фенолов и енольных форм р-дикетонов и р-кетоноэфиров образует их метиловые эфиры. Последняя реакция представляет особый интерес, так как анионы, получающиеся из Р-дикарбонильных соединений, обычно в условиях реакции замещения алкилируются по углероду, а не по кислороду (стр. 227). Возможно, что реакция диазометана с кислотными соединениями происходит с образованием в качестве промежуточного вещества иона метилдиазония, однако последний, если бы он образовался, имел бы очень короткий период жизни. [c.213]

Опыты по выравниванию метки, проведенные Робертсом и сотрудниками [78—81] для неустойчивого циклопропилметильного катиона, свидетельствуют, по нашему мнению, о быстрых перегруппировках. Эта точка зрения подтверждается тем, что дезокисление циклопропилметанола-1,1- 2 дает в основном СН2 = СН — СН=С02, т. е. при очень малой продолжительности жизни катиона i не становится эквивалентным какому-либо другому атому углерода катиона [88]. Структура катиона циклопропил- Hj, которая следует из опытов по выравниванию метки [78—81], соответствует структуре равноделенной формы, с тем исключением, что в перекрывании участвует только одна половина /7-орбиты. [c.411]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология