КАК ВЫДЕЛЯЕТСЯ И ЗАПАСАЕТСЯ ЭНЕРГИЯ В ОРГАНИЗМЕ

Огромная эффективность, с которой энергия высвобождается, запасается и снова выделяется, - тоже результат деятельности ферментов. Энергию организм может получать не только из глюкозы, но и при расщеплении белков, а также жирных кислот, содержащихся в жирах. Для окисления этих веществ клетки используют те же ферменты, что и для окисления глюкозы. [c.446]

В экономически развитых странах употребление спиртных напитков в последние 25 лет возросло столь значительно, что этанол стал вносить существенный вклад в суммарную калорийность пищи даже у не страдающих алкоголизмом взрослых людей вклад спирта в общую калорийность пищи может достигать 12% (табл. 26-8). Этанол обладает высоким запасом энергии-при окислении 1 г этого спирта выделяется 7 ккал энергии данная величина лежит между калорийностями углеводов и жиров. Более того, вьщеляемая при окислении этанола в организме энергия может по хорошо изученным метаболическим путям запасаться в виде АТР. В печени под воздействием цитозольного фермента алкоголь дегидрогеназы этанол окисляется до ацетальдегида акцептором ионов водорода в этой реакции служит NAD [c.821]

Применение жиров. Из важнейших пищевых веществ — белков, жиров и углеводов (сахаров) — жиры обладают наибольшим запасом энергии. Окисляясь в организме, 1 г жира выделяет 9,4 ккал, тогда как 1 г белков дает 4 ккал, а 1 г углеводов (сахара) — 4,2 ккал. Жиры в организме играют роль запасных веществ. [c.251]

Любое химическое взаимодействие сопровождается выделением или поглощением энергии. Все виды энергии переходят друг в друга в строго эквивалентных количествах, поэтому, в принципе, любую форму энергии взаимодействующих компонентов можно свести в конце концов к тепловой. При химической реакции выделение или поглощение теплоты связано с изменением запаса энергии у продуктов реакции по сравнению с исходными веществами. Теплота выделяется в результате работы тепловых установок при сжигании того или иного вида топлива. Для существования любого организма требуются реакции, при протекании которых в организме выделяется тепловая энергия. Немаловажно знать, сколько джоулей (калорий) получит организм, переваривая пищу. Следовательно, изучение энергетики химических процессов важно для биохимии и медицины. [c.23]

Выше представлена структура АТФ и АДФ. В растворах организма они сушествуют в виде ионов. Каждый день ваше тело запасает, а затем выделяет энергию в количестве около 100 моль (6 10 молекул) АТФ. [c.446]

При сгорании 180,16 г, т.е. 1 моля, глюкозы выделяется 2816 кДж теплоты. Простое сжигание глюкозы слишком расточительно лишь небольшая часть энергии, запасенной в глюкозе, может быть использована целенаправленно. Гораздо эффективнее кормить глюкозой лошадей и использовать их для передвижения груза, чем сжигать глюкозу в топке локомотива. Дело в том, что при метаболизме глюкозы в организме лошади глюкоза расщепляется в результате целого ряда небольших стадий. Энергия, высвобождаемая на каждой стадии, запасается в химических связях особой молекулы, аденозинтрифосфата (АТФ), и становится доступной для использования в других химических реакциях, которые заставляют мышцы выполнять работу. Сгорание глюкозы в организме лошади протекает контролируемо и эффективно сгорание ее в топке локомотива осуществляется менее контролируемо и более расточительно. [c.325]

Около ста лет назад была высказана мысль, что биологические реакции, протекающие при усвоении пищи, напоминают сгорание органических молекул. Действительно, конечным результатом как биологического окисления, так и сгорания являются одни и те же процессы образуются углекислый газ, вода и энергия, а также потребляется кислород. Однако, в то время как при обычном сгорании органических соединений, например глюкозы, выделяется очень немного полезной энергии, биологическое окисление глюкозы идет в несколько стадий, а энергию, которая при этом освобождается, организм запасает в виде так называемых макроэргических соединений. Ведущую роль среди таких соединений играет аденозинтрифосфат, широко известный под названием АТФ. В настоящем разделе мы рассмотрим наиболее важную [c.186]

Углеводы являются чрезвычайно важным классом природных соединений. Исследование их химических свойств может дать ценную информацию о механизмах реакций и стереохимии. Значительным достижением в настоящее время является применение углеводов в качестве хиральных синтонов и заготовок для стерео-специфического синтеза таких соединений, как простагландины, аминокислоты, гетероциклические производные, липиды и т. д. Для биолога значение углеводов заключается в доминирующей роли, которая отводится им в живых организмах, и в сложности их функций. Углеводы участвуют в большинстве биохимических процессов в виде макромолекулярных частиц, хотя во многих биологических жидкостях содержатся моно- и дисахариды, а большинство растений содержит глюкозу, фруктозу и сахарозу. Только растения способны осуществлять полный синтез углеводов посредством фотосинтеза, в процессе которого атмосферный диоксид углерода превращается в углеводы, причем в качестве источника энергии используется свет (см. гл. 28.2). В результате этого накапливается огромное количество гомополисахаридов — целлюлозы (структурный материал) и крахмала (запасной питательный материал). Некоторые растения, в особенности сахарный тростник и сахарная свекла, накапливают относительно большие количества уникального дисахарида сахарозы (а-О-глюкопиранозил-р-О-фруктофуранозида), который выделяют в значительных количествах (82-10 т в год). Сахароза — наиболее дешевое, доступное, Чистое органическое вещество, запасы которого (в отличие от запасов нефти и продуктов ее переработки) можно восполнять. -Глюкоза известна уже в течение нескольких веков из-за ее способности кристаллизоваться из засахаривающегося меда и винного сусла. В промышленном масштабе ее получают гидролизом крахмала, причем в настоящее время применяют непрерывную Схему с использованием ферментов, иммобилизованных на твердом полимерном носителе. [c.127]

Пути распада нуклеиновых кислот выяснены лишь в самых общих чертах. При расщеплении нуклеиновых кислот в организмах, так же как и при распаде сложных углеводов, белков и других соединений, должно выделяться большое количество энергии, значительная доля которой может быть запасена в виде макроэргических соединений и использоваться организмом. Однако, на каких этапах распада нуклеиновых кислот выделяется энергия и Б каком количестве, еще не ясно. Детализация путей распада нуклеиновых кислот и выяснение энергетической роли этих процессов — дело ближайшего будущего. [c.285]

Углекислый газ расходуется на синтез сложных органических веществ (белков, углеводов, жиров), из которых состоят различные органы растений. Растения пе только очищают воздух от углекислого газа и поддерживают постоянное количество кислорода в воздухе, но дают человеку и животным соединения углерода — органические вещества. Весь углерод в организмах животных и человека получен ими от растений в виде пищи. Растительные вещества (древесина, крахмал и др.) обладают запасом скрытой химической энергии, могут взаимодействовать с кислородом, выделяя тепло и свет. Всю эту энергию растения получают от Солнца энергия пищи и топлива — это энергия Солнца. Задача растениеводства — накопить возможно больше солнечной энергии в виде органического вещества. [c.175]

При окислении спиртов выделяется энергия, которая частично используется организмом. Поэтому в небольших дозах спирты служат организму питательным веществом, но в отличие от жиров, белков, сахара, избыток которых организм может как бы хранить в запасе, спирты используются организмом тотчас же. При введении больших доз спирта, он окисляется с образованием вредных для организма соединений. Все это проверено в основном на этиловом спирте, но гораздо более опасное действие оказывают на организм другие низкомолекулярные спирты. [c.23]

На второй фазе высвобождается около /з общего количества энергии, заключенной в питательных веществах, а на третьей фазе — около /з. Энергия выделяется не во всех реакциях второй и третьей фаз. Большая часть ее освобождается при окислении содержащих водород соединений молекулярным кислоро-ром с образованием воды. Обычно около 30—40% всей энергии, выделившейся при реакциях второй и третьей фаз, составляет тепловая энергия. 70—60% энергии запасается в организме, и эта энергия затем может быть использована в эндергони-ческих процессах. Следовательно, коэффициент полезного действия окисления веществ в живых организмах составляет обычно 60—70%, т. е. он значительно выше коэффициента полезного действия паровых. или электрических машин, или двигателей внутреннего сгорания. Объясняется это тем, что живой организм представляет не тепловую, а высокоорганизованную химическую машину . [c.21]

Химия тела характеризуется не только высокой скоростью и селективностью, она очень эф4 ктивна. Например одни реакции выделяют теплоту, а другие поглощают, энергия тела запасается и сохраняется в организме (в форме углеводов и жиров), как деньги в банке. Между выделением энергии из молекулы, боттсй ею, до использования этой энергии в клетке она на короткое время накапливается в виде биомолекул, называемых АТФ (адено-зинтрифосфат). Эю можно представить такой аналогией между получением денег и их тратой В1я их носите в кармане. [c.445]

Считают, что первые организмы были анаэробные гетеротро-фы — бродильшики они потребляли органические вешества, синтезированные абиогенным путем. Когда запас этих вешеств бьш исчерпан, появились первые автотрофы. Они черпали энергию для жизни, расшепляя НзЗ, выделяя при этом серу, — окси-генный фотосинтез, или анаэробный хемосинтез, затем они научились потреблять водород, расщепляя воду и выделяя кислород — о/ссигенный фотосинтез. Формирование ОВ протекало согласно реакциям [c.106]

Главнейшее отличие обычных химических реакций от био-хихмических заключается в видах энергии, которые выделяются или поглощаются при течении тех или иных реакций. При обычных химических реакциях основная часть энергии выделяется или поглощается в виде тепловой энергии и эти реакции, как правило, идут при высоких температурах. Все биохимические реакции происходят при температуре живого организма, и энергия, которая затрачивается при этих реакциях, в большинстве случаев доставляется или запасается в виде макроэргических фосфатных связей. Это одно из отличий биохимических реакций от реакций общей химии. [c.25]

Растения, поглощая из воздуха СОг, а из почвы НгО, с помощью энергии солнечных лучей и сложнейшего процесса фотосинтеза, происходящего в зеленом листе, превращают их в органические вещества, богатые энергией углеводы (сахар, крахмал, клет-чатка), жиры, белки, витамины, которые являются основой жизни людей и животных. В качестве побочного продукта этой сложнейшей химической фабрики растений выделяется в атмосферу свободный кислород. Выходит, что состав атмосферы нашей планеты зависит от растительного мира, от наличия же кислорода находится в прямой зависимости весь животный мир. Так устанавливается взаимосвязь между растениями, атмосферой и животными организмами. Продукты фотосинтеза используются растениями на их текущие потребности жизни (дыхание), основная же масса этих продуктов откладывается как запас в клубнях, плодах и т. д. Таким образом, растения являются своеобразным аккумулятором солнечной энергии. [c.148]

В процессе фотосинтеза растения суши и океана усваивают ежегодно 4-10 ° т углерода, разлагают 1,2-10 ° т воды, выделяют 1-10" г кислорода и запасают 16,7-10 кдж солнечной энергии в виде химической энергии продуктов фотосинтеза. С этого ословно-го процесса жизнедеятельности растительного мира и начинается круговорот углерода в природе. Органические соединения как продукты фотосинтеза в растениях служат пищей для животных. При посредстве атмосферного кислорода в организме животных часть питательных органических веществ превращается снова в СО2 и НгО. При дыхании животных СОг возвращается в атмосферу. Таким образом, атомы углерода при посредстве растительного и животного мира переходят из одних соединений в другие. [c.187]

АДЕНОЗИНТРИФОСФОРНАЯ КИСЛОТА (АТФ). Основное соединение, в котором запасается и переносится энергия, необходимая для осуществления синтетических процессов в обмене веществ, а также для выполнения работы нивыми организмами. В состав АТФ входят остатки аденина, углевода рибозы и три остатка фосфорной кислоты. Энергия, высвобождаемая АТФ, может переноситься почти без потерь на другие соединения или использоваться для синтеза белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров, витаминов и многих других соединений. Энергия АТФ потребляется также при мышечном сокращении, в нервных клетках и при других видах работы в живых организмах. АТФ в организме образуется из адепозиндифосфорной кислоты (АДФ) и минеральной фосфорной кислоты за счет энергпп, которая выделяется при окислении различных органических веществ в живых клетках или при фотосинтезе за счет световой энергии. Во всех этих процессах энергия, как правило, не теряется, а переходит в особый вид химической энергии, заключенной в фосфатных связях АТФ. При окислении в процессе дыхания грамм-молекулы глюкозы, например, может образоваться до 30 молекул АТФ. [c.14]

Когда нарушается метаболизм углеводов, как, например, при диабете или голодании, у животного истощаются запасы гликогена в печени, после чего энергия может производиться только за счет накопленных липидов. В связи с этим чрезмерно большие количества жиров должны поступать в печень, вследствие чего будет нарушаться нормальная работа печени. Недостаток углеводов приводит к недостаточному гликолизу, в результате чего уменьшается количество выделившейся энергии и ацетил-КоА не может синтезировать жирные кислоты с длинной цепью. Наблюдается кетоз, или чрезмерное накопление ацетоуксусной кислоты, Р-оксимасляной кислоты и ацетона в крови. Почкам приходится расходовать ионы натрия из оснований, содержащихся в жидкостях организма, на нейтрализацию кислот, выделяющихся с мочой. В конце концов кетоз может привести к ацидозу — уменьшению резервной щелочности жидкостей организма. Вместе с продуктами нейтрализации в моче теряется большое количество жидкости. В случае сильного обезвоживания страдает центральная нервная система, возникают состояние депрессии, кома и потеря тургора. [c.354]

Лев считает, что восстановительное действие живой протоплазмы должно быть приписано некоторому активному белку , являющемуся промежуточным членом между обычным белком и организованным белком живой протоплазмы. Этот белок имеет такой же состав, как и обычный пассивный белок, но отличается от него расположением элементов, определяющим большой запас энер1 ии активного белка, но в то же время и его крайнюю неустойчиво( ть. Нероходя из активного состояния в пассивное, белок выделяет энергию в виде теплоты. Причитюй повышения темнера-туры, наблюдающегося в животном организме через некоторое время после смерти, и является это превращение активного белка в пассивный белок . [c.199]

В определении нейробиологии подчеркивалось, что при образовании нервной системы происходит взаимодействие нервных клеток. В связи с этим основное внимание мы уделим многоклеточным организмам из царства животных. Это царство разделяют примерно на 30 главных групп, называемых типами. Сильно урезанный перечень этих типов приведен в табл. 2.1. Главными типами в этом перечне считаются четыре круглые черви, членистоногие, моллюски и хордовые. Они выделены как главные из-за того, что охватывают множество разных видов, а также по причине экологического характера — потому что они являются основными потребителями энергии, которая поступает на Землю от Солнца и посредством превраш,ения в зеленых растениях запасается в земной биомассе. Привлекают внимание еш,е несколько типов, поскольку они дают представление об анцест-ральных (предковых) формах, которые имели ключевое значение на ряде этапов эволюции. Эти типы также включены в табл. 2.1. [c.37]