Элементы биохимии

Раздел V. Элементы биохимии [c.716]

Геохимия редких и рассеянных элементов, биохимия микроэлементов, получение полупроводников и сверхчистых материалов — вот далеко не полный перечень тех областей науки и техники, где с каждым годом возрастает потребность в высокочувствительных методах анализа. В ряде случаев кинетические методы, обладающие умеренно высокой чувствительностью, перестали удовлетворять нуждам практики, и требуется разработка сверхчувствительных методов. В других случаях чувствительность определения кинетическим методом некоторых элементов, например щелочноземельных и других металлов с замкнутой электронной оболочкой, остается пока очень низкой. [c.264]

Из неметаллических элементов нам осталось рассмотреть только углерод, кремний и бор. Структуры углерода и кремния мы уже обсуждали в разд. 8.7, ч. 1. Углерод образует большое число соединений с водородом многие из них упоминались в предшествующих главах. Систематическое изложение химии этих соединений составляет предмет органической химии и биохимии и проводится в гл. 24 и 25. Важнейшими не- [c.327]

Современная химия достигла такого уровня развития, что существует целый ряд ее специальных разделов, являющихся самостоятельными науками. В зависимости от атомарной природы изучаемого вещества, типов химических связей между атомами различают неорганическую, органическую и элементоорганическую химии. Объектом неорганической химии являются все химические элементы и их соединения, другие вещества на их основе. Органическая химия изучает свойства обширного класса соединений, образованных посредством химических связей углерода с углеродом и другими органогенными элементами водородом, азотом, кислородом, серой, хлором, бромом и йодом. Элементоорганическая химия находится на стыке неорганической и органической химии. Эта третья химия относится к соединениям, включающим химические связи углерода с остальными элементами периодической системы, не являющимися органогенами. Молекулярная структура, степень агрегации (объединения) атомов в составе молекул и крупных молекул — макромолекул привносят свои характерные особенности в химическую форму движения материи. Поэтому существуют химия высокомолекулярных соединений, кристаллохимия, геохимия, биохимия и другие науки. Они изучают крупные объединения атомов и гигантские полимерные образования различной природы. Везде центральным вопросом для химии является вопрос о химических свойствах. Предметом изучения являются также физические, физико-химические и биохимические свойства веществ. Поэтому не только интенсивно разрабатываются собственные методы, но и привлекаются к изучению веществ другие науки. Так важными составными частями химии являются физическая химия и химическая физика, исследующие химические объекты, процессы и сопровождающие их явления с помощью расчетного аппарата физики и физических экспериментальных методов. Сегодня эти науки объединяют целый ряд других квантовая химия, химическая термодинамика (термохимия), химическая кинетика, электрохимия, фотохимия, химия высоких энергий, компьютерная химия и др. Только перечень фундаментальных наук химического направления уже говорит об исключительном разнообразии проявления химической формы движения материи и влиянии ее на пашу повседневную [c.14]

ХИМИЯ — одна из областей естествознания, наука о химических элементах, их соединениях и химических превращениях, возникающих в результате химических реакций. Современная X. подразделяется на четыре основных направления неорганическую, органическую, физическую и аналитическую химию. Кроме этого, в связи с развитием науки X. возник ряд подразделов коллоидная X., X. мономеров и полимеров, X. редких элементов, X. природных соединений, X. поверхностно-активных веществ, X. комплексных соединений и др. Современная X. тесно переплетается с другими науками, в результате чего воз 1И-кают смежные области науки биохимия, геохимия, агрохимия, космохимия, химическая физика, нефтехимия и другие, которые дополняют, расширяют и развивают применение химических знаний в различных отраслях деятельности человека. X. находится в тесном единстве с практикой, она развивалась и развивается в связи с практическими потребностями человека. Развитие химической науки и техники привело к интенсивному росту химической промышленности, которая имеет важное значение в техническом прогрессе всех отраслей народного хозяйства. [c.275]

Каталитическими являются также ферментативные методы различного типа, применяемые в биохимии и в клиническом химическом анализе. Преимущество их в том, что для их осуществления требуется простая и дешевая аппаратура. Внесение загрязнений часто вызывает ошибки, поэтому требуется исключительная аккуратность в работе. Каталитические методы определения известны уже для 40 элементов некоторые примеры приведены в табл. 3.13. [c.93]

Микроаналитические методы предназначены для определения малых количеств веществ (1—10 мг). Эти методы используют при наличии небольшой анализируемой пробы (например, в биохимии или клинической химии) или в тех случаях, когда из соображений безопасности следует работать с небольшими количествами веществ (радиоактивные изотопы). При проведении микрохимических определений значительно снижаются затраты времени за счет сокращения продолжительности разделений. Методы микроанализа применяют в элементном и структурном анализах. В элементном анализе при помощи микрометодов можно определить содержание основных и добавочных веществ, а также следовых веществ. Микроанализ позволяет исследовать распределение элемента в пробе (локальный анализ). Структурный анализ микропробы применяют обычно в сочетании с методами разделения для определения выделенных отдельных компонентов. Все методы микроанализа предъявляют чрезвычайно высокие требования к однородности пробы (разд. 8.2.1). [c.422]

В-пятых, открытие периодического закона и системы элементов ознаменовало новый этап в изучении строения атома в физике (раскрытие физической индивидуальности — периодичность характеристик эмиссионных, а позднее и рентгеновских спектров), строения кристаллов — в кристаллографии, состава минералов — в минералогии, миграции элементов — в геохимии, биологической функции отдельных элементов в биохимии и биологии. В этом заключается огромная роль периодического закона для всего естествознания, для формирования естественнонаучной картины природы. [c.50]

Химическая теория строения органических соединений и органический синтез, периодический закон Д. И. Менделеева и открытие новых химических элементов, развитие стереохимии и открытие новых комплексных соединений, создание учения о растворах и электролитической диссоциации, законы термодинамики и учение о химическом процессе сделали химию наукой-лидером среди других естественных наук и оказали решающее влияние на последующие успехи химической технологии и промышленности, с одной стороны, и развитие таких смежных иаук, как геология и геохимия, биология и биохимия—о другой. - [c.184]

Чем больше разнообразие возникших путем абиогенного синтеза соединений азота, тем выше темп дальнейшего усложнения молекул, содержащих этот элемент. Эта особенность соединений азота имеет огромное значение для биохимии. Абиогенный синтез, кажется, создал все, что нужно для того, чтобы дальнейшее развитие химических систем могло пойти по биологическому пути. Отсюда следует, что изучение химии азота должно включать прежде всего вопрос о реакционной способности его соединений и о той роли, которую играют атомы азота в сложных структурных образованиях, характерных для биохимически активных веществ. [c.179]

Химия тесно связана с физикой. И эти две науки,— писал Ломоносов,— так соединены между собой, что одна без другой в совершенстве быть не могут . Химия соприкасается также с другими естественными науками и особенно с геологией и биологией. На границе между химией и геологией возникла наука геохимия, изучающая распространенность и миграцию химических элементов в различных системах Земли. Между химией и биологией сформировались науки — биохимия, бионеорганическая и биоорганическая химия,— изучающие химические процессы в живых организмах. Космохимия изучает состав космических тел и миграцию элементов во Вселенной. [c.4]

Какие именно существенные функции выполняет атом того или иного биогенного элемента в различных сложных молекулах важнейших для биохимии веществ [c.6]

Перечисленный, неполный список особенностей фосфора ярко подчеркивает тот важный для химии и в особенности биохимии тезис, что поведение каждого химического соединения и в особенности каждого элемента всегда многолико химическое явление опирается обычно одновременно на много причин. Среди характеристик, приведенных для фосфора, обращают на себя внимание те, которые так или иначе касаются реакционной или каталитической способности. [c.368]

Совершенно особую роль играют в биохимии атомы более тяжелых элементов [c.369]

Д ж. У о л ь д. Почему живое вещество базируется на элементах 3-го и 4-го периодов Системы. Сб. статей Горизонты биохимии . Мир , 1964. [c.372]

Работа с веществами, содержащими меченые атомы. Громадное развитие физики и химии стабильных и радиоактивных изотопов многих элементов создало необозримые возможности для изучения многих научных вопросов также в области органической химии, биохимии, в медицине и др. Пользуясь точными методами обнаружения и определения изотопных веществ, можно решать такие вопросы, которые были недоступны для решения обычными химическими методами. Для проведения таких работ необходимо во многих случаях иметь органические вещества, в молекулы которых введены простые или радиоактивные (рад.) изотопы дейтерий (О), тритий (рад.), тяжелый кислород Ю, сера или (рад.), С (рад.), (рад.) и др. Так как соединения с мечеными атомами очень дороги, а в ряде случаев весьма опасны для здоровья, от химика требуется большая тщательность в работе с очень малыми количествами вещества, часто с применением особых мер предосторожности. Это, однако, пе останавливает исследователей, и подобные работы очень энергично развиваются. [c.398]

Широчайшую научную область, охватываемую химией, можно подразделить иначе. Важным представляется деление на органическую и неорганическую химию. Органическая химия —химия соединений углерода, в частности таких, которые входят в состав тканей растений и животных. Неорганическая химия —химия соединений всех остальных элементов, кроме углерода. Каждое из этих направлений химии является частично описательным, частично теоретическим. Многие другие разделы химии, которые в общем являются частями органической или неорганической химии, также получили свои названия таковы аналитическая химия, физическая химия, биохимия, ядерная химия, промышленная химия (химическая технология) и т. д. Их содержание ясно из самих названий. [c.11]

Вторая часть книги содержит разнообразный материал описательной химии. Основной упор здесь сделан на изложение неорганической химии, которое сопровождается последовательным выявлением периодических закономерностей в свойствах различных типов соединений. Более подробно, чем обычно, рассматривается химия простых анионов и катионов, а также оксианионов различных элементов и их кислородсодержащих кислот на современном уровне изложены основы химии координационных соединений, в том числе вопросы их строения, устойчивости и стереоизомерии. Сравнительно более лаконично подана органическая химия, хотя по существу затронуты все важнейшие стороны этой обширной области химии, включая механизмы органических реакций, химию полимеров и биохимию. В конце книги помещена не совсем обычная для учебных пособий глава, посвященная актуальной теме—связи химии с загрязнением окружающей среды. Во второй части книги постоянно применяются структурные представления, законы химического равновесия и подходы, использующие теоретические воззрения на природу кислотно-основных и окислительно-восстановительных процессов. Благодаря этому описательная химия превращается из несколько монотонного перечисления свойств веществ и наблюдаемых закономерностей их поведения в увлекательное объяснение научных, практических, а нередко и известных из повседневного опыта фактов на базе химических представлений. [c.5]

В первой части книги, охватывающей гл. 2—17, излагаются основные законы химии, которые иллюстрируются многочисленными примерами реальных химических систем. Во второй части эти законы часто применяются для рассмотрения более сложных случаев. Вторая половина книги— гл. 18 — 30—содержит материал, посвященный описательной химии элементов, координационной химии, ядерной химии, геохимии, органической химии, биохимии и некоторым вопросам экологии. [c.7]

Высокая чувствительность вольтамперометрии, возможность определения даже следовых количеств веществ делают ее в ряде случаев конкурентноспособной с атомно-абсорбционной спектроскопией при определении целого ряда элементов. Вольтамперометрические методы с успехом используются в металлургии, геохимии и агрохимии, в биохимии, медицине и фармацевтике, в контроле окружающей среды и продуктов питания. Ценными свойствами вольтамперометрии являются ее экспрессность, достаточно высокая селективность и возможность одновременного определения [c.264]

Принцип проведения ЯМР-эксперимента можно объяснить исходя из представлений об условии резонанса, а также о поперечной и продольной релаксации, что в свою очередь способствует разработке специального аппарата, используемого для описания эксперимента. Эти сведения достаточны также и для того, чтобы иметь возможность описания принципов ЯМР-томографии, пространственное разрешение которой определяется величиной градиентов магнитного поля, а разрешение по контрасту - различиями в значениях времен релаксации. ЯМР можно использовать также как аналитический метод, основываясь на том, что различные элементы и изотопы обладают различными резонансными частотами. Однако для успешного применения этого метода в химии и биохимии этой информации недостаточно. Только включение дополнительных физических взаимодействий, приводящих к расщеплению резонансных линий или к сдвигу соответствующих уровней энергии ядерного спина и соответствующих частот переходов, позволяет использовать ЯМР в качестве аналитического метода. В этом случае вместо одной резонансной линии для определенного изотопа получим в спектре несколько резонансных линий, положение которых в спектре связано со свойствами молекул. В дальнейшем обсудим основные типы указанных выше физических взаимодействий. [c.27]

Оригинально и увлекательно написана большая глава об особой роли углерода в химии. Традиционному изложению основ органической химии и начал биохимии предшествует рассмотрение уникальной способности углерода к образованию бесконечного множества устойчивых структур вместе с тем показано, что даже ближайшие к углероду элементы в периодической системе не обладают такими свойствами. Авторы интересно рассказывают о строенип и механизме действия ферментов. Но особенно увлекателен (хотя и не прост) материал об эволюции усвоения энергии живыми системами (от анаэробной ферментации к фотосинтезу и далее к кислородному дыханию). [c.7]

Помещенные ниже вопросы были подготовлены д-ром Джейн Реймонд из Калифорнийского технологического института для использования на двухступенчатых экзаменах в Лос-анджелесском отделении Американского химического общества, проводимых там в порядке ежегодных олимпиад для местных старшеклассников. Экзамены предусматривают охват всех аспектов общей химии. Обычно они проводятся в две стадии первая включает те темы общей химии, которые должны входить во все начальные курсы, например периодичность, газовые законы, равновесие во второй — учащиеся имеют дело с более сложным материалом, например с органической химией, элементами теории кристаллического поля, биохимией, термодинамикой. [c.582]

Во второй части учебника рассмотрены кинетика и термодинамика химических реакций, злектрохимия, ядерная химия, химия неметаллических и металлических элементов, координационных соединений. В нее также вошли 1лавы, посвященные химии природных вод, геохимии А металлургии, органической химии и биохимии. [c.4]

Развитие классической аналитической химии шло в направлении разработки новых органических реагентов для селективного обнаружения и количественного определения элементов, совершенствования методик анализа и внедрения математических методов обработки результатов анализа. Начиная с середины прошлого века, сначала для целей идентификации, а затем и для количественных определений в аналитической химии стали использовать инструментальные методы анализа, обладающие преимуществами в чувствительности, скорости и точности выполнения анализа, необходимые в научных исследованиях и производственном контроле. Развитие инструментальных методов привело к появлению новых направлений (например, аналитическая биохимия, хроматография, радиоаналитическая химия и т. п.). В эпоху научно-технической революции появление принципиально новой методологии — моделирования, алгоритмизации, системного подхода — привело к перестройке и в аналитической химии, которую теперь квалифицируют как науку, занимающуюся получением информации о химическом составе вещественных систем. Полная химическая информация о качественном и количественном составе, получаемая в максимально короткие сроки на минимальном количестве исследуемого объекта, требуется практически во всех отраслях науки, техники и промышленности. Это стало возможным в результате развития в XX в. компьютерной техники и автоматизации производства. [c.6]

Для возникновения бионеорганической химии необходим был достаточно высокий уровень развития неорганической химии, который был достигнут во второй половине XX в. благодаря использованию метода молекулярных орбиталей и современных физических методов изучения электронной и геометрической структуры вещества, а также высокий уровень развития биологии, достигнутый за последнее десятилетие в области молекулярной биологии. Методы и подходы современной координационной химии стали широко использоваться в биохимии и молекулярной биологии при исследовании металлоферментов и других биологически важных соединений, функционирование которых связано с присутствием металлов и других элементов неорганогенов. [c.560]

Несмотря на то что простые а. -ненасыщенные кислоты не имеют большого значения для биохимии, их производные часто являются промежуточными соединениями при синтезе и распаде длинноцепочечных жирных кислот, входящих в состав животных жиров (разд. 8.11). Ферментативные процессы распада суммированы в нижеприведенной схеме. Окисление (превращение в непредельное соединение) насыщенного ацилкофермента А проходит с образованием сложного эфира сопряженной ненасыщенной кислоты, который присоединяет элементы воды, возможно за счет нуклеофильной атаки. Образовавшийся р-гидрокси-ацилкофермент А окисляется в соответствующий р-оксоацилко-фермент А. Затем этот интермедиат расщепляется при взаимо-.действии с тиольной группой другой молекулы кофермента А. [c.259]

Далее успехи неорганической химии после развития теории строения атомов были уже так стремительны и осуществлялись по столь разнообразным путям, что даже краткое перечисление их становится невозможным. В 40—50-х годах перед глазами изумленного человечества прошла эпоха господства исследований по химии горючего атомного топлива, были синтезированы трансурановые элементы. В настоящее время по широко распространенному мнению настала эпоха разрешения кардинальных вопросов химии жизни и химии мозга, затрагивающих интимнейшие стороны учений об электронных оболочках атомов и о Системе элементов. В этом свете стало очевидным, что неорганическая химия будет играть в ближайших перспективах развития биохимии и психохимии весьма существенную роль и сама подвергнется их влиянию. В частности, и химия осадочных пород земной коры, несомненно, будет лучше понята под влиянием развития биохимии микроорганизмов и более высоко организованных живых существ. [c.7]

Теперь в век преимущественного расцвета биохимии и, условно говоря, грядущего открытия тайн жизненного эликсира наука находится на пороге более глубокого понимания особенностей не только элементов трех первых периодов Системы, но и еще более сложных и трудных для понимания элементов четвертого и последующих периодов. Она дала уже нечто весьма существенное для понимания биогенности фосфора — этого элемента, способного к бифильности , как теперь иногда выражаются, т. е. способного давать связи по двум путеводным нитям ( бифильность ) — по ст-связи и по особой добавочной зарождающейся я-связи с использованием лигандного донора Р или О и фосфора как акцептора при электронном смещении. [c.353]

И. э. II рода обусловлены различиями ядерных спинов, энергией 7-квантов, испускаемых после захвата ядром нейтрона, наличием у нек-рых ядер изомеров и т. п. Проявляются, напр., в неодинаковом распределении изотопов и ядерных изомеров между разл. формами в-ва, в к-рых содержатся ядра, образовавшиеся в результате захвата исходными ядрами нейтронов. с, С. Беодонжов. ИЗОТОПНЫЙ АНАЛИЗ, определение относит, содержания изотопов данного элемента в исследуемом в-ве. Примен. при изучении природы и механизма изотопных эффектов, при анализе проб с использ. изотопных индикаторов, для контроля за разделением изотопов, а также в геохимии и биохимии для исследования закономерностей естеств. вариации изотопного состава элементов. Наиб, точный и достаточно чувствит. метод И. а.— масс-спектрометрия. [c.214]

Интеграция X. с др. науками. В результате этьго процесса возникли биохимия, биоорганическая химия и молекулярная биология, изучающие хим. нроцессы в живых организмах. На границе X. и геологии развивается геохимия, исследующая закономерности поведения хим. элементов в земной коре. Задачи космохимии — изучение осо-бенносте элементного состава космич. тел (планет и метеоритов) и разл. соединений, содержащихся в этих объектах. [c.653]

Сразу отметим, что сравнительно небольшое количество металлов используется биосистемами при переходе от человека к другим организмам варьируется только доля их участия, но не список. А этот список можно достаточно однозначно разделить на три группы энзим-необразующих элементов, которые определяют осмотический гомеостаз, нейро-мускулаторную трансмиссию и биоминерализацию группу трех основных элементов (железо, цинк, медь) — наиболее значимую в биохимии энзимов и группу редких металлов (в некоторых организмах часть из них может переходить в разряд ключевых энзимо-образователей). [c.354]

Б. X, сформировалась как самостоятельная область во 2-й пол. 20 а на стыке биохимии и орг, химии, на основе традиционной химии прир. соединений. Ее развитие связано с именами Л. Полинга (открытие а-спирали как одного из главньп элементов пространста структуры полипептидной цепи в белках), А. Тодда (выяснение хим. строения нуклеотидов и первый синтез динуклеотида), Ф. Сенгера (разработка метода определения аминокислотной последовательности в белках и расшифровка с его помощью структуры инсулина), Дю Виньо (хим. синтез биологически активного гормона окситоцина), Д, Бартона и В. Прелога (конформационный анализ), Р. Вудворда (полный хим. синтез мн. сложных прир. соединений, в т.ч. резерпина, хлорофилла, витамина В] ) и др. крупных ученых. [c.288]

В этой главе мы вновь обратимся к законам химической кинетики, изложенным в гл. 13, а также к представлениям о кислотах и основаниях, введеным в гл. 14, кроме того, нам придется вернуться к таким понятиям теории химического строения, как прочность, полярность связи, а также электроотрицательность элементов. Используя весь этот арсенал средств для обсуждения классических органических реакций, о которых было рассказано в предыдущей главе, можно будет получить представление о некоторых механизмах органических реакций. Затем, в конце данной главы и в следующей главе, мы применим такой же подход к рассмотрению особого класса органических веществ, называемых полимерами, а также к реакциям, протекающим в живых организмах, которые составляют предмет биохимии. [c.465]

Однако в последние два-три десятилетия, когда возникли такие новые разделы общей химии и общей биохимии, как биооргарпеская и бионеорганическая (биокоординационная) химия, положение изменилось. Оказалось, что в биологических процессах органические соединения участвуют ие как таковые в чистом виде, а в виде молекул, координированных вблизи ионов или молекул неорганических соединений. Только в результате такой координации возникают соответствующие электронные и геометрические структуры, способные осуществлять ту или иную биологическую функцию. В этом процессе активирования или дезактивирования органических биологически активных молекул могут принимать участие не только классические биоэлементы (макро- и микроэлементы) такие, как Ма, К, Mg, Са, В, V, Мо, Мп, Ре, Со, но и все другие химически активные элементы. Опыт гомеопатии показывает, что все химические элементы, даже в очень небольших ( гомеопатических ) количествах оказывают сильное воздействие на живой организм. Естественнй предположить, что все химически активные элементы периодической системы, находящиеся вокруг нас постоянно, или в большой, или в малой, или в ничтожной концентр ации, всегда находились и находятся внутри живого организма и взаимодействуют с ним, включаясь в органическую структуру молекул или их ассоциатов. Опыт современной экологии также подтверждает эту мысль. [c.45]

Классическая биохимия изучала главным образом жизненно важные процессы в организмах растений и животных с участием органических соединений — белков, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот, витаминов, гормонов и др. Она практически не касалась вопросов о воздействии на эти молекулы (и на их биологические функции) многообразных неорганических соединений, поступающих в организм с питательными веществами или другим путем. Сегодня стало очевидным, что в живых организмах присутствуют соединения всех элементов периодической системы, которые в ничтожных, некоторые — минигомеопатических количествах, изначально присутствовали в живых организмах с момента зарождения жизни на Земле, так как попадали тем или иным путем в водоемы, воздух и на луга, а оттуда в организмы животных и растений. В настоящее время, когда техническая деятельность человека и разрущение земных покровов приняло порой неразумные и даже катастрофические размеры, в окружающую среду попадают уже не гомеопатические, а макрогомеопатические количества соединений всех элементов периодической системы, которые, безусловно, оказывают сильнейшее воздействие на жизнь. Поскольку остановить все более стремительное развитие техники и разрушение данной от природы структуры Земли, водных покровов и воздушного океана невозможно в силу того, что это есть следствие развития естественных потребностей человека, крайне необходимо изучать и знать, как состав окружающей среды взаимодействует с биологическими структурами человека, животных и растений и какие непредсказуемые последствия может вызвать. [c.182]

Сейчас сталю очевидно, что большинство химических элементов, а возможно, что и все они, входят в сфуктуру тех или иных органов живого организма и жизнь без них невозможна. Однако до сих пор их роль в протекании биохимических реакций не выяснена. Исключение составляют такие элементы, как Ма, К, Mg, Са, В, Си, 2п, Мп, Р е, Со, N1, Мо, роль которых частично установлена. Однако использование многих других металлов для лекарственного воздействия в гомеопатии и поразительное действие этих гомеопатических лекарств на излечение болезней является одним из нескольких весомых доказательств того, что они вю1ючены в структуру тех или других биологических систем и аппаратов и находятся в организме в неопределяемых до сих пор очень низких гомеопатических концентрациях. Очень большой раздел биохимии выделяется теперь (с 60-х годов XX столетия) в био-неорганическую (или биокоординациониую) химшо, цель которой состоит в изучении структур связанных металлов в живой клетке и в их воздействии на химические реакции, протекающие в клетке. Безусловно, что новая наука включается в общую биохимию как ее неотъемлемая часть и в общих чертах должка включаться в курсы неорганической химии и химии комплексных соедтшений (координационную химию). [c.717]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология