Энергетика живого организма

A. Продукти питания. Энергетика и строительство живо организма 237 [c.237]

Биоэнергетические процессы, приводящие к синтезу АТФ, к зарядке биологических аккумуляторов , протекают в мембранах митохондрий. В них локализованы и пространственно организованы молекулярные системы, ответственные за энергетику живых организмов. Синтез АТФ в митохондриях сопряжен с электронным и ионным транспортом и с механохимическими явлениями. Функции митохондриальных мембран весьма сложны и многообразны. Другой тип биоэнергетических сопрягающих мембран — мембраны хлоропластов растений, ответственные за фотосинтез,— рассматривается в гл. 14. У бактерий сопряжение реализуется в плазматических мембранах. [c.423]

Энергетика живого организма [c.309]

Исходя из исключительно важной роли АТФ и других гидролитических ферментов в энергетике живых организмов, Митчелл разработал теорию химического просачивания в процессах мембранного переноса. Синтез АТФ осуществляется в клетках благодаря окислительному фосфорилированию в митохондриях (рис. 5.18). [c.175]

А. ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ ЭНЕРГеТИКА и СТРОИТЕЛЬСТВО ЖИВОГО ОРГАНИЗМА [c.235]

С точки зрения современной экологии, биосфера является экосистемой высшего порядка на нашей планете, включая в себя живые организмы, область их распространения и условия существования в их взаимосвязи. Под техносферой следует понимать совокупность промышленности, сельского хозяйства, транспорта, энергетики и всех экономических и политических отношений, связывающих их в единую систему, обеспечивающую существование цивилизации. [c.10]

Функциональное предназначение полисахаридов в живой клетке определяет в значительной степени их структурные особенности. В зависимости от выполняемой ими роли полисахариды можно подразделить на три группы. Структурные полисахариды, такие как целлюлоза или кси-лап в клеточных стенках растений, хитин в наружном скелете членистоногих и насекомых, образуют протяженные цепи, которые, в свою очередь, укладываются в прочные волокна или пластины и служат своего рода каркасом в живом организме. Резервные полисахариды, как амилоза (составная часть растительного крахмала), гликоген (животный крахмал), глюкоманнаны (резервное вещество ряда растений), часто характеризуются разветвленной структурой, где длина наружных и внутренних ветвей варьируется в довольно широких пределах, или состоят из набора линейных цепей с различной степенью полимеризации. Полисахариды данной группы важны для энергетики организма. Наконец, каррагинан, мукополисахариды соединительной ткани и другие гелеобразующие полисахариды часто состоят пз линейных цепей, которые, образуя достаточно большие ассоциаты и удерживая воду, превращаются в плотные гели. [c.17]

В этой главе рассмотрены представления химической кинетики и химического равновесия, катализа и энергетики химических реакций. Это очень важные вопросы для глубокого понимания химических и биологических процессов, с чем вы встретитесь в дальнейшем, особенно при изучении специальных дисциплин. Так, например, установлено, что пищевые продукты при окислении в организме выделяют такое же количество энергии, как и при сжигании их до тех же конечных веществ. Принимаемые организмом из внешней среды разнообразные вещества в итоге превращаются в вещества самого организма. В то же время вещества живого организма разлагаются, выделяя продукты разложения и энергию во внешнюю среду. Эти процессы согласованы между собой и обеспечивают самовосстановление и самосохранение живого тела. [c.137]

Еще сравнительно недавно в сознании биохимиков или молекулярных биологов углеводы как клеточные компоненты ассоциировались прежде всего и почти исключительно с энергетикой живых систем так что на фоне фантастических свершений молекулярной биологии белков и нуклеиновых кислот роль углеводов в организме казалась многим если не третьестепенной, то во всяком случае сравнительно малоинтересной, почти тривиальной. Сейчас положение меняется довольно резко. Можно даже взять на себя смелость предположить, что современная наука находится на пороге углеводного бума — качественного скачка в области познания тонких и высоко специализированных функций углеводных систем в молекулярных механизмах весьма ответственных сторон жизнедеятельности. [c.134]

В первый том вошли главы, посвященные общим вопросам, структуре биополимеров, энергетике и функциям клеточных мембран. Во втором томе изложены основы ферментативного катализа, описаны пути синтеза и распада молекул в живых организмах. В настоящем, третьем томе рассмотрены вопросы биохимической генетики, роста и дифференцировки тканей, химического взаимодействия клеток, а также влияния внешних факторов на процессы обмена веществ. [c.4]

ФОСФАТШЛАК МАРТЕНОВСКИЙ, фосфорное удобрение отход мартеновского способа получения стали из богатых фосфором чугунов. Не раств. в воде. Содержит не манее 10% PiOs, а также Fe, Mg, Мп я нек-рые др. элементы. Нейтрализует почву. Примея. как местное осн. удобрение с высоким эффектом на почвах нечерноземной зоны, а также па выщелоченных и оподзоленных черноземах. ФОСФАТЫ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ, соли фосфорных к-т. Подобно к-там, различают ортофосфаты, молекулы к-рых содержат один атомР в изолиров. тетраэдре РО4, н конденсированные Ф. н., молекулы к-рых содержат два (.пирофосфаты) и более атомов Р, образующих связи Р—О—Р в результате соединения тетраэдров POi через атомы О (см. Полифосфаты и Ультрафосфаты). Ф. н. играют важную роль в энергетике всех живых организмов (напр., АТФ), а также в синтезе мн. биологически активных в-в (нуклеиновых к-т и др.). [c.627]

Изучение Р. имеет большое значение для исследования структуры и св-в в-в. Лишь после открытия Р. стало возможным превращение одних хим. элементов в другие, синтез ядер элементов, не существовавших на Земле. Изучение Р. значительно расширило перспективы энергетики, привело к созданию ядерной энергетики, ядерного оружия Р. нашла применение в с. х-ве, медицине и т. д. Вместе с тем перед человечеством возник целый ряд новых сложных проблем, связанных с предотвращением вредного воздействия излучения на живые организмы (см. Доза, Дозиметрия, Радиоэкология, Радиохимия). [c.163]

Биосферой называют оболочку земли, структура и энергетика которой обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов. [c.13]

Вредное действие ядерных излучений на живые организмы было констатировано вскоре после открытия радиоактивного распада элементов. Возможность радиоактивного обучения людей и природной среды неизмеримо возросло в последние десятилетия, когда область применения радиоактивных изотопов постоянно расширяется и человечество стремится удовлетворить потребности энергетики путем использования деления урана взамен ископаемого топлива. Развитие атомной промышленности и ядерной энергетики неизбежно ведет к локальному возрастанию уровня радиации и проникновению радиоактивных изотопов в окружающую среду. Действие радиации зависит от характера излучения и уровня радиоактивности. [c.113]

Охрана биосферы. Биосферой называют оболочку Земли, структура и энергетика которой обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов. Охрана воздушного и водного бассейнов, защита пахотных земель, сохранение и воспроизводство флоры и фауны —вот основной круг вопросов, составляющих главную задачу, выполнение которой сохранит биосферу от диспропорций (коренной перестройки), связанных с жизнедеятельностью человека. Для решения этой глобальной задачи необходим научный подход к установлению связей между живой и неживой природой, к постижению закономерностей изменения круговорота веществ в природе в результате индустриального функционирования человеческого общества, к исследованию межвидовых и внутривидовых связей в животном и растительном мире и т. п. Решением этих вопросов занимается наука экология, которая также указывает пути защиты атмосферы, мирового океана и земных недр. Общим направлением защиты биосферы является создание безотходной технологии замкнутых (циркуляционных) систем производства. [c.15]

Углеводы, так же как и белки, играют значительную роль как в структуре и жизнедеятельности всех без исключения живых организмов на земле, так и в практической деятельности человека. Энергетика живой клетки — молекулы моносахаридов. Хрусталик глаза — почти чистый полисахарид. Полисахариды обеспечивают и иммунную реакцию высшего организма на болезнетворные микроорганизмы, а значение целлюлозы в производстве и быту известно всем. Да и по массе среди всех органических соединений на земле большая часть приходится на долго углеводов. [c.35]

Повышенный интерес к радиационной стойкости веществ обусловлен развитием атомной энергетики, применением атомной энергии в химической технологии, а также исследованиями космического пространства, где вещества подвергаются воздействию различных видов радиации. В условиях длительного пребывания в космосе такие воздействия могут привести к заметным изменениям физико-химических свойств материалов, из которых сделаны элементы космических аппаратов. Все более актуальными становятся вопросы действия радиации на биологически активные вещества. Как известно, различные формы жизни существуют и развиваются в условиях радиационного фона. В процессе эволюции живые организмы выработали естественные защитные механизмы. Поэтому раскрыть механизмы естественной защиты и использовать их для разработки путей повышения радиационной стойкости веществ, в том числе биологически активных,— задача весьма важная. Естественно, что она должна решаться на молекулярном уровне. [c.85]

Разумеется, работа энергетических установок живого организма тоже куда сложнее, чем это было бегло нами описано. Как и в фотосинтезирующих клетках, в клетках-потребителях энергетикой ведают специализированные агрегаты — митохондрии. Эти тельца устроены таким образом, что в них с равным успехом сгорают не только углеводы, но в случае надобности — и жиры, и белки. Все это перерабатывается в ацетил КоА. Митохондрии не уступают хлоропластам не только в экономичности, но и в сложности и совершенстве конструкции. Совершенство и, так сказать, стандартность их организации побудили некоторых ученых даже высказать предположение, будто некогда митохондрии были самостоятельными организмами, заключившими впоследствии с высшими клетками конвенцию . [c.307]

Термодинамика открытых систем имеет большое значение в биологической энергетике, так как эти системы относительно ближе по своим свойствам к живым организмам, чем за- [c.147]

Открытие органических и стекловидных полупроводников обогатило теоретические представления о твердом теле, об электропроводности. Установлено, что важные процессы в живых организмах, например фотосинтез й цветовое зрение, могут быть описаны в рамках полупроводниковой модели, поэтому изучение органических полупроводников должно помочь решению крупнейших биологических проблем. Интерес к органическим полупроводникам возрос в связи с теоретическими выкладками У. Литтла, согласно которым полупроводники из органических полимеров могут стать основой необычайных сверхпроводников, сохраняющих сверхпроводимость при обычной температуре. Если эта гипотеза окажется справедливой, то нетрудно представить себе грандиозные последствия ее осуществления в энергетике и транспорте. [c.192]

Без гидролитического расщепления белков, жиров и углеводов живые организмы не могли бы усваивать продукты питания. Энергетика живой клетки основана на гидролизе аденозинтрифосфата с образованием аденозиндифосфата. Реакции гидролиза — составные части цикла Кребса, занимающего центральное место в процессах обмена веществ в живых организмах. [c.107]

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) благодаря своим богатым энергией полифосфатным связям и широкому распространению в животных и растительных организмах является главным энергетическим веществом живых организмов. Энергия АТФ потребляется при большом числе биохимических реакций. Исключительно важную роль АТФ играет в энергетике сокращения мышц. Адениновые нуклеотиды участвуют в построении нуклеиновых кислот. [c.519]

В живых организмах АТФ, АДФ и АМФ присутствуют в связанном с белками состоянии и в виде комплексов с ионами Mg и Са . Скелетные мышцы млекопитающих содержат АТФ до 4 г/кг. У человека скорость обмена АТФ составляет ок. 50 кг в сут. Такая интенсивность обмена объясняется тем, что этот нуклеотид занимает центр, место в энергетике живых организмов. Сокращение мышц, биосинтез белков и нуклеиновых к-т, многие др. процессы, идущие с увеличением своб. энергии, сопряжены с гидролизом АТФ. Часть из них проходит с отщеплением от АТФ НэРО , другая-Н4Р2О,. В живой клетке ЛС гидролиза АТФ составляет — 50 кДж/моль. Сравнительно высокая абс. величина ДС" гидролиза двух ангидридных связей [c.33]

Такое положение определяется тем, что с О2 и промежуточным продуктом его восстановления — Н2О2 связаны важнейшие вопросы электрохимической энергетики (топливные элементы и электролиз воды), энергетика живых организмов, ряд технологических процессов от отбелки целлюлозы до микробиологического синтеза. [c.146]

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]

Содер1кание в земной коре. По распространенности углерод уступает многим элементам. Из общего числа элементов в земной коре на долю углерода приходится 0,14 мае. доли, %. Но значение углерода огромно благодаря его исключительной роли в живой природе, а также в энергетике и технике. В виде оксида СО он входит в состав воздуха ( 0,03%). Углерод является главной составной частью живых организмов, растений, многих минералов, природных углей (антрацита, каменного, бурого), нефти, газа, торфа. [c.285]

Применение. Д. (в виде Оз О)-замедлитель нейтронов в ядерных реакторах. Дейтроны, обычно получаемые путем ионизации атомов Д., используются в качестве бомбардирующих частиц в ядерных р-циях, в частности для получения быстрых нейтронов. Д. применяется также как изотогшый индикатор в научных исследованиях в химии, биологии, физиологии, агрохимии и др. (в т.ч. в опытах с живыми организмами и при диагностич. исследованиях человека). Соед. Д. используются также при спектроскопич. исследованиях. Изделия из монокристаллов на основе К02Р04 применяются для создания систем управления и преобразования лазерного излучения. Д.-ядерное топливо для энергетики будущего, основанной на управляемом термоядерном синтезе. В первых энергетич. реакторах такого типа предполагается осуществить р-цию 0 + Т Не- -л-1-+ 17,6 МэВ. [c.17]

Д. служит основой мн. распространенных техн. операций спекания порошков, химико-термич. обработки металлов (напр, азотирования и цементации сталей), гомогенизации сплавов, металлизации и сварки материалов, дубления кожи и меха, крашения волокон перемещения газов с помощью т. наз. диффузионных насосов. Д -одна из стадий многочисл. химико-технол. процессов (напр., массообменных) представления о диффузионном переносе в-ва используют при моделировании структуры потоков в хим. реакторах и др. Роль Д. существенно возросла в связи с необходимостью создания материалов с заранее заданными св-вами для развивающихся областей техники (ядерной энергетики, космонавтики, радиационных и плазмохим. процессов и т. п.). Знание законов, управляющих Д, позволяет предупреждать нежелательные изменения в изделиях, происходящие под влиянием высоких нагрузок и т-р, облучения и т.д. Закономерностям Д. подчиняются процессы физ.-хим. эмиграции элементов в земных недрах и во Вселенной, а также процессы жизнедеятельности клеток и тканей растений (напр., поглощение корневыми клетками N, Р, К-осн. элементов мннер. питания) и живых организмов. [c.105]

Соединение фосфора. Фосфор является одним из важнейших биогенных элементов и относится к ключевым элементам в биосфере, поскольку его электронные структуры обеспечивают быстрое образование и разрушение химических связей с биологическими молекулами (например, с протеинами, аденозинтрифосфатом). Такая химическая стабильность объясняет его активность как энергетического челнока , а также его ключевое положение в знаменитой биомолекуле ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Фосфор входит в состав нуклео-протеидов, сахарофосфатов, фосфатидов, фитина и других соединений. Он активно участвует в процессах обмена веществ и синтеза белка, определяет энергетику клетки, активно влияет на рост растений, концентрируясь в семенах и точках роста. Соединения фосфора входят в состав тканей живых организмов — мозга, костей, панцирей. [c.60]

Конечной целью химических процессов, протекающих в живой природе, чаще всего является либо синтез сложных органических молекул из простых, доступных живому организму предшественников, либо деградация таких молекул до простых соединений, выводимых из организма. Важную роль химические превращения играют в 9беспечении жизнедеятельности организма энергией, необходимой для совершения различных видов работы. В этом случае с целью уменьшения бесполезного рассеяния энергии в теплоту желательно разумное приближение к обратимому протеканию превращения. Каждая такая задача решается системой последовательных реакций, оптимизированной по химическому содержанию и энергетике каждого этапа и осуществляемой каскадом ферментов. Как правило, такие системы подвержены различным регуляторным воздействиям, т.е. в зависимости от конкретной биологической ситуации они могут включаться и выключаться или, по крайней мере, скорость и масштаб их функционирования могут изменяться в весьма широких пределах. Организация химических превращений веществ в виде регулируемых систем каталитических реакций — важнейшая особенность химии живых организмов. [c.12]

В одном из рассказов известного писателя-фантаста И. А. Ефремова описана встреча землян с обитателями планеты, на которой во всех жизненно важных окислительных процессах участвует не кислород, а фтор. Продолжим его фантазию с точки зрения химика. Как окислитель фтор вполне способен успешно заменить кислород и обеспечить энергетику жизненных процессов. Правда, температура на такой планете должна быть значительно ниже земной, но это, очевидно, может компенсироваться в живом организме большей окислительной способностью фтора. Скелет, в отличие от нашего, в основном будет содержать фторид кальция, а кровь-фто-роуглероды. Кора такой планеты представлена прежде всего фторидами, и в ней больше, чем на Земле, самородных металлов. Обитатели планеты утоляют жажду... фтористым водородом и используют воду в промышленности как высоко агрессивное, огнеопасное вещество. Так устроена фантастическая планета. На Земле же фтористый водород служит иным целям. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология