Обмен веществ и энергии

Выделяют ряд разделов биохимии и по объектам исследования, например, медицинская биохимия, фармацевтическая биохимия, биохимическая экология, биохимическая фармакология и др. Традиционно разделение биохимии на структурную, изучающую химическое строение биомолекул, метаболическую, изучающую обмен веществ и энергии, и функциональную биохимию, связанную с изучением взаимосвязи между химическими превращениями веществ в организме и их биологическими функциями. Это деление в значительной степени условно, однако при изложении материала в учебно-методической литературе весьма полезно и оправдано. [c.4]

Обмен веществ и энергии в живых организмах > [c.16]

Различные клетки многоклеточных организмов отличаются друг от друга, однако каждая растительная клетка имеет общие черты строения и в каждой находятся общие внутриклеточные структуры, выполняющие аналогичные функции. Каждая растительная клетка состоит из цитоплазмы и ядра. Цитоплазма окружена клеточной оболочкой, а ядро — ядерной оболочкой. Цитоплазма — это очень сложная коллоидная система. Дисперсной средой ее служит вода, в которой растворены минеральные соли, сахара, аминокислоты, органические кислоты и многие другие вещества. Во взвешенном состоянии в цитоплазме находятся различные включения и большое число органелл, или структур, разного состава и размера. В последнее время с помощью дифференциального центрифугирования, электронной микроскопии, и других методов исследования удалось установить огромную роль этих структур в обмене веществ и энергии в живых организмах. [c.27]

При взаимодействии фаз системы происходит обмен веществом и энергией (масса- и теплообмен) через поверхность раздела фаз. При этом система стремится к состоянию равновесия, при котором скорости перехода из одной фазы в другую выравниваются. [c.50]

Введенная в предыдущей главе новая функция состояния — энтропия, как было показано, является удобным критерием самопроизвольности процессов (и равновесия) для изолированных систем. Однако на практике чаще приходится иметь дело с системами, которые обмениваются с окружающей средой веществом, получаю г или отдают теплоту и работу, т. е. не являются изолированными. Правда, можно расширить круг рассматриваемых тел, включив в систему и ту часть окружающей среды, в пределах которой происходит обмен веществом и энергией. Это позволит от неизолированной системы перейти к изолированной и использовать в качестве критерия энтропию. Однако задача сильно усложнится, так как потребуются достаточно подробные сведения не только о непосредственно изучаемом объекте, fio и об окружающей его среде. [c.90]

Процессы, протекающие в биологических объектах, принадлежат к так называемым открытым системам, в которых происходит постоянный обмен веществ и энергии с внешней средой . [c.93]

Система называется открытой, если через границу (реальную или условную), разделяющую систему и внешнюю среду, может происходить обмен веществом и энергией, например жидкость и ее пар. Система называется закрытой, если она может обмениваться с внешней средой энергией и не может обмениваться веществом, например газ в баллоне, твердые или жидкие вещества в изолированном сосуде. Изолированная система не в состоянии обмениваться с внешней средой ни веществом, ни энер- [c.89]

Обмен веществ и энергии у микроорганизмов выражается в совокупности процессов превращения веществ и энергии, направленных на сохранение и воспроизведение жизни. Метаболизм у микроорганизмов принципиально сходен с таковым у высших животных и растений. Это сходство проявляется в общности химических элементов, молекул и структур, принимающих участие в обмене, близости метаболических путей, тесной взаимосвязи между обменом веществ и энергии, и наконец в общности функций поддержания и воспроизведения жизни. [c.442]

Под взаимодействием подразумевается обмен энергией и веществом. Если обмен веществом и энергией возможен не только внутри системы, но и между системой и окружающей средой, то система называется открытой. Примером открытой системы может служить стакан горячего чая. [c.3]

Представлена новая глава Биомембраны и биоэнергетика , объединяющая прежние две главы учебника Обмен веществ и энергии и Биологическое окисление . [c.12]

Антропогенный метаболизм складывается из двух составляющих суммы индивидуальных обменов веществ всех людей на Земле (биологическая часть) и суммы техногенных обменов веществ от технологических процессов (технологическая часть). Последняя трактуется как обмен веществ и энергии между техносферой и биосферой. [c.317]

Активный транспорт — одна из важнейших особенностей жизненных процессов. Он разрешает противоречие между сохранением пространственной гетерогенности и метаболизмом — обменом веществом и энергией с окружающей средой. [c.345]

Наличие поверхности раздела сосуществующих фаз является обязательным условием фазового равновесия, так как именно через эту границу раздела происходит межфазовый обмен веществом и энергией, приводящий в конечном итоге к состоянию равновесия. Граница раздела рассматривается не как математическая поверхность, а как тонкая пленка, в которой происходит скачкообразное изменение свойств при переходе из одной фазы в другую. Так, например, в случае особо интересного для процессов перегонки и ректификации паро-жидкого равновесия отделенные поверхностью раздела сосуществующие фазы характеризуются значительной разностью плотностей и на границе раздела фаз имеется резкий скачок этого свойства. [c.12]

И При контактировании их должен иметь место межфазовый обмен веществом и энергией, направленный на достижение состояния равновесия. [c.183]

ИЗ кипятильника. Предел этому увеличению состава жидкой фазы наступает при бесконечно большом значении В// , что приводит к выравниванию составов встречных фаз Уд = Х1, иначе говоря, к максимальному их отступлению от состояния равновесия. Чем больше разность фаз между встречными потоками, тем эффективнее протекает обмен веществом и энергией на тарелке, тем больше движущая сила процесса и тем меньшее число контактных ступеней требуется для намеченного разделения. Гипотетическому, предельному, практически нереализуемому в промышленных условиях случаю работы колонны с бесконечно большим расходом тепла в кипятильнике отвечают наибольшая разность фаз и наибольший разрыв между составами одноименных потоков, отходящих со смежных теоретических ступеней контакта. Число необходимых теоретических тарелок в этом случае будет минимальным. [c.213]

В процессе многоотраслевого общественного производства исходные вещества превращаются в готовую продукцию, а готовая продукция после потребления и использования возвращается в природу в виде отходов, шламов и шлаков. Понятно, что такое взаимоотношение человека с природой возможно, на протяжении лишь небольшого отрезка геологического времени за счет разбавления отходов в большом объеме биосферы и наличия дорогостоящей, но по существу ничего не производящей службы очистки отходов — очистки относительной и неизбежно неполной. Рано или поздно обмен веществ и энергии между человеком й природой должен прийти в столкновение с экологической действительностью. [c.5]

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ [c.84]

ЭКОСИСТЕМА ж. Единый комплекс, образованный биотой и средой её обитания, в котором живые и неживые компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии. [c.500]

На свойствах белка основаны молекулярная организация протоплазмы, обмен веществ и энергии, все двигательные функции организма и реакции его на внешние воздействия. [c.7]

Взаимодействие системы с окружающей средой может выражаться в обмене веществом и энергией (открытые системы). Иногда весьма полезно рассматривать систему в идеализированном состоянии, когда ее взаимодействие с окружающей средой сведено к минимуму и объем сохраняется постоянным. В этом случае мы имеем дело с изолированными системами. В изолированных системах, несмотря на происходящие в них процессы и химические превращения, энергия остается неизменной. Изменение энергии системы может наблюдаться только в том случае, если будет нарушена ее изоляция и появится возможность энергетического взаимодействия с окружающей средой. Если система изолирована неполностью и имеет возможность изменять свой объем и обмениваться энергией с окружающей средой, то она называется (в отличие от изолированной) закрытой. Величины, характеризующие все физические и химические свойства системы, такие как температура, давление, объем, внутренняя энергия, энтропия, концентрация и т. д., называют термодинамическими параметрами состояния. [c.11]

В окружающем нас мире все явления теснейшим образом взаимосвязаны. Самым характерным и существенным примером такой связи является постоянный обмен веществ и энергии между живым существом и окружающей средой. Развитие жизни и постоянное ее возобновление были бы невозможны, если бы на Земле не протекал непрерывный процесс образования органических веществ из неорганических. В основе этого процесса лежит фотосинтез, происходящий в зеленых растениях. [c.9]

Изучение регуляции обмена показывает необходимость и целесообразность рассмотрения совокупности биохимических превращений в клетке как открытой системы, составленной из сложной сетки многоступенчатых процессов, связанных между собой и со средой благодаря обмену веществом и энергией. Для этого требуется знание характеристик частных ферментных реакций, концентраций субстратов и их продуктов в среде и клетке, промежуточных концентраций реагирующих веществ, кинетики отдельных ферментных систем и т. д. [c.244]

Метаболизмом, или обменом веществ, называется вся сумма целенаправленных реакций, протекающих под действием ферментных систем клетки, которые регулируются различными внешними и внутренними факторами, и обеспечивающих обмен веществом и энергией меж. ду средой обитания и самой клеткой. [c.35]

Наряду с химическим взаимодействием в реакторе протекает ряд физических процессов. Одна из фаз диспергируется в другой фазе. В процессе дисиергпрования и относительного движения фзз происходит формирование структуры двухфазного слоя и поверхности фазового контакта. Происходит межфазный обмен веществом и энергией. Обмен энергией осуществляется не только между двумя движущимися фазами, но и с конструктивными деталями реактора, которые оказывают возде1 1Ствие на механизм и скорость физических [c.22]

При взаимодействии фаз системы происходит обмен веществом и энергией такой массо- и теилообмеи идет через поверхность раздела фаз, стремясь достигнуть состояния равновесия, при котором скорость перехода из одной фазы в другую уравновесится скоростью перехода в противоположном направлении. [c.46]

В современных условиях не только совершенствуется содержание природоохранной деятельности, но и уточняется цель охраны окружающей срсды и методы их осуществления. От решения задач чисто количественного характера (охрана отдельных природных объектов, рациональное использование определенных ресурсов приполы) общество постепенно переходит к коренным проблемам своего взаимодействия с природой, обеспечению качества природной среды, т. е. поддержанию такого состояния, естественных и преобразованных человеком экосистем, при котором сохраняется в полном объеме их способность к постоянному обмену веществ и энергии внутри природы, между человеком и природой и воспроизводству жизни. [c.174]

Термодинамическая система, соприкасаясь о окружающей средой, может вступать с ней в обмен веществом и энергией. Если это происходит, то термодинамическая система называется от-крьтой. Таковы, напрнмер, проточные аппараты реактор непрерывного действия, газовая турбина, ректификационная колонна и т. п. [c.44]

Процессы, протекающие в биологических объектах, принадлежат к так называемым открытым системам, в которых происходит постоянный обмен веществ и энергии с внешней средой. Обмен веществ в открытых системах обеспечивает непрерывное поступление и удаление различных метаболитов. В результате этого в живом организме многие реакции не достигают стадии динамического равновесия, как это происходит в замкнутых системах, например in vitro , а протекают непрерывно, находясь в состоянии стабильного превалирования прямых реакций. [c.115]

Следует подчеркнуть, что в существовании и саморазвитии каталитических систем нет ничего живого. Свойство же редупликации, приобретаемое каталитической системой на завершающем этапе химической эволюции, становится первым специфическим биологическим свойством живых систем. Все же другие свойства, характерные не только для живого, но и для самораз-вивающихся каталитических систем (в частности, обмен веществом и энергией с окружающей средой, рост и т. п.), постепенно развиваются и формируются в ходе химической эволюции и переходят в готовом виде к живым системам как первичные, фундаментальные (но не специфические только для живого) свойства. [c.17]

Между тем пороговость дейс- рия любых вредных факторов (в том числе и радиационных, но в особенности химических) доказывается теоретически, исходя ИЗ основных отличий жИ Вого организма от неживого (постоянный обмен веществ и энергии с внешней средой, непрерывное (восстановление своей структуры, постоянное изменение организма в напра влении приспособлання к внешней среде, в том числе в (Процессе репродукции себе подобных). Уже упрощенное выражение [c.15]

Экосистема - единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором живые и косные компоненты связаны обменом веществ и энергии. Экосистема является саморазвивающейся термодинамически открытой системой. В отечественной литературе используется эквивалентное понятие "биогеоценоз". [c.295]

Биогеоценоз — однородный участок земной поверхности с определенной раститбльностью, животным миром, почвенным покровом, приземным слоем атмосферы и другими компонентами, объединенными обменом веществ и энергии в единый комплекс. Понятие о биогеоценозе введено В.Н. Сукачевым [c.324]

Любая экосистема, существующая в непосредственной близости к земной поверхности, представляет собой биогеоценоз. Биогеоценоз — это реально существующее природное явление, состоящее йз биоценоза и экотипа (условий среды) и характеризующееся постоянным и непрерывным течением двух противоречивых процессов — построением органического вещества с консервацией солнечной энергии и разрушением органики с высвобождением энергии. В результате этих процессов совершается обмен веществом и энергией между отдельными составными частями биогеоценоза, между ними и окружающей средой, происходит перераспределение вещрснэ и энергии в пространстве. Схема взаимосвязей компонентов биогеоценоза приведена на рис. 1. [c.11]

Между биологическими системами и окружающей средой непрерывно происходит самопроизвольный обмен веществом и энергией. Обмен, происходящий между человеком и природой в процессе его трудовой деятельности, материального производства и потребления, переходит на другой уровень от самопроизвольного обмена к осознанной трудовой деятельности человека, направленной на видоизменение и приспособление предметов природы для удовлетворения своих потребностей. Если говорить об энергетической сущности этих процессов, то впервые на них обратил внимание наш соотечественник С. А. Подолинский, который еще в 1880 году, исследуя различные виды труда, показал, что все они подчиняются закону накопления энергии трудом. [c.196]

Конструктивный и энергетический обмен. Физиология изучает процессы, протекающие в живом организме, и их закономерности. Современная материалистическая физиология основана на принципе единства организма с окружающей средой. Взаимодействие организма со средой проявляется в обмене веществ и энергии (метаболизм). Он включает в себя два процесса конструктивный обмен (ассимиляция, или анаболизм) и энергетический (диссимиляция, или катаболизм). В основе конструктивного обмена лежат биохимические реакции, в процессе которых усваиваются вещества, поступающие из окружающей среды, и идет создание биомассы клетки. Сущность энергетического обмена заключается в разрушении веществ, содержащихся в организме, преимущественно в результате гидролитических и окислительных процессов, сопровождающихся выделением энергии, необходимой для биосинтеза. Оба процесса в клетке идут одновременно и сочетаются друг с другом. Энергия, полученная клеткой в процессе обмена веществ, акку.мулируется в соединениях, содержащих химические связи, при разрыве которых выделяется большое количество энергии (макроэргические). Часто это соединения с фосфатными связями, например аденозинтрифос-фат (АТФ). По мере надобности эти вещества подвергаются гидролитическому распаду, сопровождающемуся выделением энергии. [c.210]

Аккумулирование энергии в клетках микроорганизмов. Обмен веществ и энергии осуществляется в результате многих ферментативных реакций, сопровождающихся выделением или поглощением энергии. Микроорганизмы обладают способностью аккумулировать энергию в определенных макроэргических соединениях, содержащих химические связи, при разрыве которых выделяется большое количество энергии. Одним из таких аккумуляторов энергии является аденозинтрифосфат (АТФ), который синтезируется из аде-нозиндифосфата (АДФ) путем присоединения остатка фосфорной кислоты. Синтез АТФ осуществляется за счет энергии, выделяющейся при протекании ряда окислительно-восстановительных реакций. Если окисление органических веществ идет ири участии кислорода, то процесс образования АТФ, сопряженный с ним, называется окислительным фосфорилированием. Процесс перехода АДФ в АТФ обратим, и энергия, необходимая для обеспечения биосинтеза, выделяется при отщеплении от молекулы АТФ фосфорной кислоты. Взаимосвязь между реакциями синтеза и разложения АТФ можно показать схематически следующим образом [c.215]