Живого вещества окислительно-восстановительная

Ферментация—химическое превращение под каталитическим влиянием энзимов, которые представляют собой азотистые органические вещества, вырабатываемые живыми организмами (бактерии, плесневые грибки и дрожжи). Энзимы имеют коллоидную структуру и их молекулярная масса достигает 300 ООО. Каталитическое действие энзимов очень специфично, сильно зависит от pH и температуры и чувствительно к промотирующему или тормозящему действию многих веществ. Оптимальная температура для большинства энзимов лежит между 18 и 38 С. Энзимы называют по -их функции с прибавлением окончания аза . Катализатор гидролиза имеет название гидролаза, окислительно-восстановительные энзимы называют оксидазами. [c.329]

Реакции сопряженного гидрирования играют исключительно важную роль в биохимических процессах (окислительно-восстановительные, или редокс-процессы). Катализированные металлами группы Р1 реакции перераспределения водорода в органических молекулах являются моделями биохимических процессов, в которых катализаторами служат ферменты. Н. Д. Зелинский в одной из статей писал В живой природе имеется широкое поле течения и развития каталитических процессов. В клетках живого вещества рассеяны ускорители (катализаторы) с характерной специфичностью их действия. Особенно большую роль играют восстановительно-окислительные реакции в присутствии катализаторов, вырабатываемых живым веществом, каковыми и являются ферменты и энзимы. Гармоническое сочетание совокупности действия таких катализаторов представляет одно из главных условий жизни животного и растительного организма [10]. [c.447]

Значение водородной связи, которая широко распространена, велико в биологических и химических процессах. Существование Н-связи в воде определяет благоприятные условия для жизни на Земле. Эта связь существенна для структуры белков и многих других веществ, необходимых для всего живого. Возможность образования Н-связи параллельно с обычными валентными связями необходимо всегда учитывать при изучении строения веществ и их реакционной способности. Возникновение Н-связей, которое облегчает перенос протона, имеет существенное значение в кислотноосновном катализе, окислительно-восстановительных и многих подобных и важных в науке и технике процессах. Не случайно гак многочисленны в последние годы исследования, посвященные вопросам природы и механизма действия водородной связи. [c.128]

Значение указанных в таблице 9 элементов, в особенности углерода, водорода и кислорода, азота, фосфора и калия, освещалось уже в биологии. По вопросу о роли микроэлементов вы могли бы высказать предположение, опираясь на известные вам данные о катализе. Не играют ли вещества, в состав которых входят микроэлементы, роль катализаторов Действительно, всем живым организмам необходимы вещества, регулирующие скорость биохимических реакций. Микроэлементы и входят в состав таких веществ, например ферментов. Действие их многообразно. Например, железо, марганец и цинк входят в состав некоторых ферментов-катализаторов окислительно-восстановительных реакций. Железо способствует образованию хлорофилла. [c.75]

Окислительно-восстановительные реакции самые распространенные и играют большую роль в природе и технике. Они являются основой жизни на Земле, так как с ними связаны дыхание и обмен веществ в живых организмах, гниение и брожение, фотосинтез в зеленых частях растений и нервная деятельность человека и животных. Их можно наблюдать при сгорании топлива, в процессах коррозии металлов и при электролизе. Они лежат в основе металлургических процессов и круговорота элементов в природе. С их помощью получают аммиак, щелочи, азотную, соляную и серную кислоты и многие другие ценные продукты. Благодаря окислительно-восстановительным реакциям происходит превращение химической энергии в электрическую в гальванических элементах и аккумуляторах. Они широко используются в мероприятиях по охране природы. [c.226]

Обмен веществ в живых организмах в качестве одной из важнейших составляющих включает дыхательные процессы, которые базируются на обратимых окислительно-восстановительных превращениях комплексов Ре, Со с порфиринами. [c.290]

Интересно отметить, что некоторые другие вещества (например, альдегиды) способны также восстанавливать метиленовую синюю, однако лишь при условии, что в растворе присутствуют особые биологические катализаторы — ферменты (дегидрогеназы). Являясь акцептором водорода, метиленовая синяя способна связывать его обратимо, и сыграла благодаря этому важную роль в изучении окислительно-восстановительных процессов, протекающих в живых организмах. Подробнее об этом будет говориться в курсе биохимии. [c.265]

В процессе окисления вещество теряет электроны и действует при этом в качестве восстанавливающего агента. В живых системах наиболее важными донорами электронов служат атомы водорода органических молекул. Если одно вещество отдает электроны, то подразумевается, что в системе присутствует какой-то акцептор электронов. Про вещество, которое приобретает электроны, говорят, что оно восстанавливается при этом оно действует как окислитель. Наиболее важным акцептором электронов в аэробных организмах является кислород. Так как окисление не может происходить без сопутствующего ему восстановления, ТО процесс в целом называют окислительно-восстановительным. В самой общей форме его можно записать в виде [c.39]

Окислительно-восстановительные реакции самые распространенные и играют большую роль в природе и технике. Они являются основой жизни на Земле, так как с ними связаны дыхание и обмен веществ в живых организмах, гниение и брожение, фотосинтез в зеленых частях растений и нервная деятельность человека и животных. Их можно [c.201]

Важнейшими специфическими особенностями микроорганизмов и, следовательно, их ферментных систем, можно считать и исключительную интенсивность действия, и способность осуществлять ферментативные процессы особых типов, которых ничто живое в мире не выполняет. Процессы эти играют огромную роль в круговороте веществ на нашей планете, и этим, в частности, объясняется и особая роль на ней микробов. Таких процессов можно назвать не менее десяти 1) разрушение растительных и животных остатков до минеральных веществ. Этот распад протекает в воде, почве, илах и идет главным образом путем ферментативного гидролиза, переноса групп (действие трансфераз) и окислительно-восстановительных реакций 2) синтез и разложение гумуса в почвах, превращение гуминовых кислот и других органических составных частей 3) фиксация атмосферного азота и превращение его в органические азотистые соединения, в частности, аминокислоты, а затем белки 4) хемосинтез, улавливание углекислоты из атмосферы и превращение ее в органические вещества различных типов, в частности, углеводы 5) синтез белков, а также жиров и углеводов на основе углеводородов нефти [c.114]

В воде протекают не только сложные химические, фотохимические и биохимические превращения. Следует учитывать дыхание живых организмов, которое сопровождается поглощением кислорода. Фотохимические реакции протекают в поверхностной пленке и в поверхностных слоях воды, куда проникает солнечный свет. Недостаток кислорода ведет не только к нарушению дыхания водных обитателей животного и растительного происхождения, но и к изменению химического состава содержащихся в воде веществ. Так, при недостатке кислорода нарушаются окислительно-восстановительные процессы, резко повышаются концентрации НгЗ, ЫНз, СОг- Снижается окисляемость металлов, отмечается переход в состояние с более низкой валентно-1>Л стью, что уменьшает их растворимость в воде, например, желе-г зо(П1) переходит в железо(П). Многие металлы, в нормальных условиях склонные к образованию соединений, выпадающих в осадок, теряют это свойство. Например, растворимость гидро-ксида железа(1И) составляет примерно 1,6-10 моль/л, а же- 4 леза(И)—5,8-моль/л. Растворимость гидроксида кобаль-та(П1)—5-10 2 моль/л, а кобальта(П)—8-10 моль/л [11, с. 312—315]. [c.17]

Глутатион содержится во всех живых клетках особенно много его в зародыше пшеничного зерна и дрожжах в животном организме найден в печени, в красных кровяных шариках. Являясь сильным восстановителем и легко подвергаясь окислению, глутатион, подобно цистеину, играет важную роль в обмене веществ, принимая активное участие в окислительно-восстановительных процессах в клетке. Превращение окисленной и восстановленной формы глутатиона являются обратимыми [c.336]

Клеточное дыхание — основной процесс, обеспечивающий организм необходимой энергией. Однако органические вещества, и в первую очередь сахара, которые служат горючим для окислительного фосфорилирования, образуются при фотосинтезе. Таким образом, солнечный свет есть первичный источник энергии для всех живых организмов. В зеленых. растениях световая энергия усваивается в ходе окислительно-восстановительной реакции между достаточно распространенными в природе водой и углекислотой [c.248]

Отложение лигнина в оболочке может происходить лишь при жизни клетки, т. е. в присутствии протопласта. Но не следует думать, что лигнификация оболочки приводит к отмиранию клетки. В древесине имеющиеся немногие живые паренхимные клетки, наполненные запасными веществами и активно участвующие в метаболизме (обмене веществ), имеют, как правило, одревесневшие оболочки. Синтез лигнина происходит в цитоплазме, а исходные вещества поступают из камбия [22]. Образование и отложение лигнина связано с нарушением работы дыхательного аппарата клетки. Процесс одревеснения сопровождается усилением дыхания (усилением поглощения кислорода). Лигнин — продукт окисления ароматических веществ, служащих катализаторами при окислительно-восстановительных процессах, составляющих дыхательный цикл. [c.21]

К этой же категории реакций принадлежит разложение воды альдегидами в присутствии коллоидальных металлов платиновой группы. Характерным для этой реакции является то, что она происходит лишь в присутствии акцепторов водорода, т. е. веществ, способных к восстановлению (метиленовая синь, индиговая синь и пр.). Для муравьиного альдегида, метиленовой сини и коллоидальных металлов платиновой группы реакция была подробно изучена Бредигом и Зоммером. Коллоидальная платина производит катализ, т. е. ускорение окисления альдегида в кислоту и восстановления метиленовой сипи в лейкоформу, ужо при обыкновенной температуре, коллоидальный палладий — при 90°. Все эти реакции, как будет показано дальше, имеют большое значение с точки зрения уяснения основанных на разложении воды окислительно-восстановительных процессов, совершающихся в живых организмах. [c.69]

Необходимость иода для человека и животных была установлена еще в первой половине прошлого века. Дальнейшие исследования показывают, что иод является составной частью тироксина — гормона щитовидной железы, играющего важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов, происходящих в живых клетках. Потребность человека в иоде выражается в количестве 100—200 мкг в сутки . При недостатке иода в организме животных и человека происходит нарушение функций щитовидной железы ее размеры значительно увеличиваются (вплоть до появления зоба), а деятельность ослабевает понижаются окислительные процессы и газообмен, ослабляется обмен азотистых веществ и углеводов и т. д. [c.280]

Аскорбиновая кислота (витамин С), органическое вещество сложного строения — бесцветные кристаллы, чувствительные к нагреванию. Участвует в окислительно-восстановительных процессах живого организма. [c.259]

Выделение окислительно-восстановительных , или редокс -или электронообменных полимеров в отдельный класс основывается на зависимости, которая была установлена лишь относительно недавно [2]. Однако, как только этот класс был открыт, стало очевидным, что к нему могут быть отнесены многие природные и синтетические вещества. Все живые организмы, животные и растительные, функционируют благодаря действию полимерных окислительно-восстановительных систем. В их число входит множество оксидаз и редуктаз и других энзимов с их помощью происходят реакции, при которых электроны выводятся из реагента или вводятся в него с образованием молекул. [c.13]

Современная биология широко использует физическую химию. Все процессы в живом организме связаны с превращением вещества и энергии, а именно эти превращения изучает физическая химия. Основоположник отечественной физиологии И. М. Сеченов писал Физиолог — это физико-химик, имеющий дело с явлениями в животных организмах . Ту же мысль высказал позднее другой выдающийся физиолог — И. П. Павлов ...клетка в некотором отношении похожа на физико-химичес-кую лабораторию. Понятно, что там надо ждать и всех тех явлений, которые бывают при физико-химических процессах . Для иллюстрации справедливости этих высказываний достаточно перечислить некоторые актуальные проблемы современной биологии, решение которых основано на применении законов физической химии термодинамика и энергетика биопроцессов, осмотические явления и мембранные равновесия, окислительно-восстановительные процессы и редокс-потенциалы в физиологических средах, кинетика биологических процессов, ферментативный катализ и т. д. [c.8]

В этой связи здесь хотелось бы сказать прежде всего о первопроходческих работах в данном направлении Ю. А. Жданова. Являясь активным поборником введения принципа историзма в химию, Ю. А. Жданов еще с 1950-х годов разрабатывает вопросы химической эволюции [21, 22] и, в частности, определения высоты химической организации веществ. В 1960-е годы он предложил применять два параметра для оценки структурного и энергетического уровней органических соединений. Один из них — информационная емкость соединения в расчете на один атом. Этот параметр не зависит от величины и сложности молекулы и служит объективным критерием структурных богатств как одного соединения, так и всего класса (углеводы, аминокислоты, терненоиды, нуклеиновые кислоты, стероиды, алкалоиды). В качестве энергетического параметра Ю. А. Ждановым выбрана средняя степень -окисления атома углерода в молекуле она характеризует электронное окружение атома и отражает соотношение в органическом соединении противоположных тенденций к спонтанному окислительно-восстановительному диспропорционированию. Эта величина выявляет отношение данного соединения к всеобщей среде живого— воде, взаимодействие с которой даже в отсутствие окислителей может привести одни органические соединения к окислению, другие—к восстановлению. [c.192]

Среда Кэри — Блэра. Состав (г/л) натрия гидрофосфата — 1,1 натрия тиогликолята — 1,5 кальция хлорида — 0,09 натрия хлорида и агар-агара — по 5,0. Хлорид кальция асептически добавляют в прокипяченную и остуженную среду (конечное значение pH 8,4 0,2). После приготовления среду помещают в герметично закрывающиеся пробирки или флакончики. В этой среде минимум питательных веществ, чтобы сохранить максимальное количество живых бактерий без размножения. Тио-гликолят натрия введен в состав среды для создания низкого окислительно-восстановительного потенциала. Среда имеет слабощелочное значение pH, что минимизирует гибель бактериальных клеток вследствие закисления среды. Вместе с тем жизнеспособность на этой среде прихотливых микроорганизмов сохраняется лишь непродолжительное время. Для получения наилучших результатов рекомендуется наряду с посевом на транспортную среду делать прямой посев на среду обогащения. [c.219]

Ферменты являются катализаторами реакций, протекающих в живой материи. В настоящее время многие ферменты выделены в виде чистых кристаллических веществ. Оказалось, что некоторые из этих кристаллических ферментов являются чистыми протеинами таковы пепсин — один из протеолитических ферментов, катализирующий гидролиз пептидной связи (— СО — ЫН —) в протеинах, и уреаза, катализирующая гидролиз мочевины. Другие ферменты содержат, помимо самого протеина, простетшескую группу, существенную для каталитической активности часто про-стетическая группа представляет собой флавин, как в различных ферментах, катализирующих окислительно-восстановительные реакции, или гематин, как в каталазе или пероксидазах, катализирующих некоторые реакции перекиси водорода. Некоторые другие ферменты активны только тогда, когда, помимо субстрата, присутствует кофактор. Кофактор, подобно ферменту, принимает участие в катализируемой ферментом реакции, однако он не разрушается он может иметь простое химическое строение типа неорганического иона, и тогда его называют активатором, или же представлять сложную органическую молекулу, известную под названием кофермента. Кофакторы, по-видимому, действуют подобно простетическим группам (или части таких групп), которые легко отделимы от фермента. Хотя различие между кофакторами и про-стетическими группами в пределах фермента имеет важное значение с точки зрения биологии, оно может быть весьма искусственным, когда речь идет о механизме катализа. [c.107]

Следует учитывать, что состав морской воды является весьма нестабильным. Он зависит от географического положения моря или океана, времени года, температуры, присутствия представителей микро- и макрофлоры и большого числа других факторов, которые трудно поддаются учету. Особенно непостоянны физико-химические характеристики воды прибрежной зоны. Вода этой зоны, из которой обычно осуществляется водозабор, оказывается, к сожалению, и наиболее коррозионно-аг-рессивной вследствие увеличивающегося загрязнения промышленными и бытовыми отходами. В морской воде имеется также много органических веществ — продуктов жизнедеятельности или разложения живых организмов. С их присутствием связано наличие в воде НгЗ. Деятельность живых организмов может изменять окислительно-восстановительные условия среды и pH. В результате фотосинтеза, требующего СО2, представители морской флоры повышают pH окружающей среды, а представители фауны, для которых диоксид углерода является продуктом метаболизма, напротив, могут уменьшать pH воды. Кроме [c.15]

ФЕРМЕНТЫ (энзимы). Регуляторы биохимических процессов белковой природы, в сотни тысяч и даже в миллионы раз ускоряющие химические процессы, протекающие в живых организглах. Подразделяются на простые и сложные (одно- и двукомпонентные). Простые Ф. состоят из белка, обладающего каталитическими свойствами. В составе сложных Ф. различают небелковую часть, называемую активной группой, или коферментом, и белковую часть. В состав активных групп двукомпонентных Ф. часто входят витамины. Б сложных Ф. ни кофермент, ни белковая часть, взятые в отдельности, не проявляют катализирующего действия, присущего Ф. в целом. Большинство химических реакций, совер шаюпщхся в организме в процессе обмена веществ, протекает с участием Ф. Всего в настоящее время известно свыше 700 Ф., многие из которых получены в кристаллическом состоянии. К Ф. относятся, например, липаза, расщепляющая жиры, пепсин — Ф. желудочного сока, протеазы, расщепляющие белки, карбогидразы, расщепляющие углеводы, окислительно-восстановительные Ф.— дегидразы, каталаза, пероксидаза. Ф. называют по субстрату, на который они действуют, с заменой окончания на -аза, например, сахароза и сахараза, или по типу биохимической реакции, которую они катализируют. [c.318]

Тесты, основанные на учете интенсивности газообмена водорослей. Многие вещества вызывают нарушения кислородного обмена в клетках водорослей. К их числу относятся, в частности, хлорорганические соединения, воздействующие на окислительно-восстановительные процессы в живых клетках. Это угнетающее действие пропорционально концентрации вещества и может быть измерено лоличествепно (по показателям снижения интенсивности выделешш кислорода и его потребления на дыхательные процессы). [c.33]

Если при расчете работа окажется положительной, т. е. А>0, это значит, что реакция, протекая в условиях обратимости, слева направо доставляет работу, такая реакция принципиально возможна и, вообще говоря, тем вероятнее, чем больще получается работы. Если же работа отрицательна (А<0), нельзя надеяться на то, что реакция будет протекать сама собой. Она сможет осуществиться лищь при подводе энергии извне, т. е. при сопряжении ее с другим процессом, доставляющим работу. Для сопряжения нужна некоторая и обычно высокая степень организации. Именно это и происходит в живой природе. Энергия, заключенная в пищевых веществах, частично обесценивается в процессах обмена в клетках, но зато получают возможность протекать такие процессы, как синтез белка, синтез нуклеиновых кислот и т. п. Термодинамика не может предсказать, в каких условиях возникнет сопряжение реакций, но она не запрещает его. В клетках, как показал опыт, сопряжение двух реакций осуществляется посредством определенного соединения, участвующего в обеих реакциях. Одна из реакций — доставляющая энергию и способная протекать самопроизвольно (например, какая-либо окислительно-восстановительная реакция), создает продукт, молекулы которого аккумулируют часть энергии процесса в форме химической энергии связей. В другой реакции — потребляющей энергию (например, в синтезе белков) это промежуточное и богатое энергией соединение принимает деятельное участие и обеспечивает ее протекание. Для сравнения работоспособности различных реакций часто принимают, что исходные и конечные концентрации реагирующих веществ равны 1 моль1л. Тогда выражение для максимальной работы становится особенно простым [c.69]

Витамины группы В играют важную роль в обмене веществ живого организма. Витамин В1 (тиамин, или аневрин) содержится в количестве 120—200 у на 1 г сухого вещества пивоваренных дрожжей и около 20 у на 1 г пекарских дрожжей. Витамин В входит в состав кофермента карбоксилазы, участвующей в превращении сахара в спирт, а также в окислительных процессах. Содержание витамина Вг (рибофлавина) равно 20— 30 V на 1 г сухого веса дрожжей. Этот витамин входит в виде фосфорного эфира в состав желтого фермента и является составной частью окислительно-восстановительных систем. Для деятельности дрожлсевой клетки очень важен витамин РР (никотиновая [c.240]

Редокситы представляют собой высокомолекулярные вещества, содержащие функциональные группы, способные к обратимому окислительно-восстановительному превращению. Первые упоминания об этих материалах относятся к началу пятидесятых годов. К настоящему времени синтезировано довольно большое число редокситов на органической и неорганической основе, линейных и трехмерных, в форме зерен, волокон и мембран. Значительную группу составляют металлсодержащие ре-, докситы, в порах которых находится дисперсный металл. К классу редокситов причисляют многие вещества, выполняющие окислительно-восстановительную функцию в живых организмах. [c.5]

Хемосинтез —процесс синтеза органических веществ живыми организмами с СОц и других неорганических соединений. Открыт в XIX ст. С. М. Виноградским. Клетки, получающие энергию благодаря окислительно-восстановительным реакциям, названы хемотрофными. Клетки, у которых донорами электронов служат сложные органические соединения (например глюкоза), называют хемоорганотрофами. Организмы, использующие в качестве доноров электронов молекулярный-кислород, серу или другие простые неорганические соединения (сероводород и аммиак) относятся к гемолитотрофам. Хемосинтез осуществляется различными видами микроорганизмов (табл. 8). [c.213]

Аналогичное положение мы имеем и в чайной промышленности. При производстве чая молодой, слегка завяленный лист чайного дерева подвергается скручиванию на особых машинах — роллерах. Полученная таким путем влажная масса начинает бурно ферментировать . За несколько часов она приобретает коричневую окраску, надлежащий вкус и аромат, вообще превращается в готовый чай, который нужно в дальнейшем только высушить в специальных печах. Научными работниками Института биохимии было показано, что сущность процесса ферментации чая сводится в общих чертах к следующему при скручивании раздавливаются живые клетки листа и нарушается та последовательность, та координация окислительных и окислительно-восстановительных процессов, которые лежат в основе дыхания живого листа. Б результате этого ферментному окислению начинают подвергаться дубильные вещества, что и создает надлежащие вкусовые и ароматические качества продукции. На основании этой энзимологической теории чайного производства были разработаны методы его рационального объективного контроля. Их применение на чайных фабриках позволило сознательно управлять технологическим процессом и значительно улучшить качество нашей продукции. [c.669]

Следовательно, окисление одного вещества сопровождается восстановлением другого. И в живом организме процессы окисления сопряжены с процессами восстановления. Поэтому обычно говорят об окислительно-восстановительных реакциях при тканевом дыхании. В клетке протекают окислительные реакции всех трех типов, но процессы дегидрирования и переноса электронов, осуществляемые более легко, преобладают. Вещества в процессе тканевого дыхания окисляются путем их дегидрирования, хотя конечным акцептором водорода служит кислород (рис. 1). Биологическое окисление начинается с дегидрирования субстрата при участии дегидрогеназ, коферментом которых является НАД или НАДФ. [c.70]

Окислительно-восстановительные процессы имеют огромное значение для живых организмов. В результате биологического окисления продукты распада питательных веществ (углеводов, белков, линидов) сгорают до воды и двуокиси углерода. При этом высвобождается основная часть [c.249]