Что такое химия жизни

В настоящее время практически нет ни одной отрасли народного хозяйства, не связанной так или иначе с органической химией. Жизнь современного человеческого общества невозможна без органических веществ. [c.14]

Гем, или порфирин железа, входит также в активные центры ферментов, таких, как пероксидаза и каталаза. Многие другие переходные металлы также являются важнейшими участниками ферментативного катализа некоторые из них будут обсуждены в гл. 21. В результате появления миоглобина и гемоглобина были сняты ограничения на размеры живых организмов. Это привело к появлению разнообразных многоклеточных организмов. Поскольку переходные металлы и органические циклические системы с двойными связями, подобные порфиринам, чрезвычайно приспособлены к поглощению видимого света, а их комбинации проявляют разнообразные окислительно-восстановительные свойства, жизнь можно рассматривать как одну из областей, где протекают процессы координационной химии. [c.262]

Глава I ЧТО ТАКОЕ ХИМИЯ ЖИЗНИ [c.4]

В кратком разделе невозможно дать более или менее полное представление о всех достижениях биологической химии. Да мы и не ставим перед собой такой задачи. Однако крупные успехи, достигнутые за последние годы в области, которую теперь часто называют химией жизни пли молекулярной биологией, заставили нас сделать попытку дать читателю хотя бы самые основные понятия об этих успехах, которые во многом обязаны достижениям органической химии. В настоящее время невозможно говорить о перспективах развития органической химии вне связи с успехами в изучении химических реакций, лежащих в основе жизнедеятельности. [c.434]

Таким образом, жизнь характеризуется химической индивидуализацией молекул, не имеющей особого значения в обычной химии. Биологические молекулы и макромолекулы имеют строга определенные состав и химическое строение, в отличие, скажем, от синтетического полимера, всегда представляющего собой некую смесь макромолекул различной длины с различными дефектами строения. Свойства данного белка индивидуальны и определенны, свойства синтетического полимера имеют смысл усредненной характеристики, ибо к нему неприменим закон постоянства состава. [c.55]

Понимание того, как устроены и функционируют живые организмы, имеет большое значение как для естествознания, так и для практической деятельности человека. С точки зрения химии, жизнь — это сеть взаимно связанных и саморегулирующихся реакций. И эту сложную сеть нельзя понять, не зная ее конкретных участников. Природа не создает ничего лишнего. Каждое вещество в живом организме выполняет какую-либо функцию. Когда находят его в природе, то не только устанавливают его химическое строение, ио и стремятся понять — зачем, с какой целью оно синтезируется в организме. Ответ на этот вопрос представляет собой шаг вперед к пониманию устройства и функционирования живой материи. [c.11]

Структура воды имеет очень большое значение, так как это среда, в которой протекают важнейшие химические процессы, включая химию жизни. Строение льда интересно как ключ к пониманию структуры воды. Известно девять модификаций льда, устойчивость которых зависит от температуры и давления. Лед, образующийся в равновесии с водой при 0°С и давлении 1 атм, называют лед-1. Его строение приведено на рис. 9,2, Это бесконечная ре- [c.252]

Эти небольшие количества озона, находящегося на высоте 24 км над поверхностью Земли, поглощают ультрафиолетовое излучение почти всех частот, которое не поглощается кислородом Оа. Таким образом, Од и Од делают атмосферу непрозрачной для большей части ультрафиолетовой области спектра. Вполне вероятно, что химия жизни на нашей планете развивалась бы совершенно иначе, если бы это ультрафиолетовое излучение достигало поверхности Земли. Если бы атмосфера была прозрачной , для фотосинтеза были бы доступны фотоны гораздо более высокой энергии. [c.648]

Все это совсем не похоже на законы элементарной химии и кинетики. Мы вступили в область качественно новых явлений, которые тем не менее неразрывно связаны с химическими процессами. Вот так постепенно понятие химия жизни наполняется содержанием и вызывает желание получить больше детальных сведений о его химической стороне. [c.8]

Окисление пищи служит источником жизнедеятельности тела, и поэтому ферменты окисления являются главными реагентами. С рождения ребенка начинается самостоятельный период роста до достижения зрелости,- в течение этого периода, длящегося примерно 20 лет, окисление пищи регулируется таким образом, чтобы обеспечить постепенно уменьшающуюся скорость роста организма. После этого явление ферментативного окисления становится наиболее важным фактором в химии жизни. [c.568]

Ферменты играют настолько важную роль в химии жизни, что очень трудно представить себе синтез живой материи без их участия. Возникает новое затруднение, так как ферменты сами являются белками, т. е. одними [c.19]

В чем, в конечном счете, главная особенность генов В том, что они являются репликаторами. Считается, что законы физики справедливы во всех доступных наблюдению точках Вселенной. Существуют ли какие-нибудь биологические законы, которые могли бы носить такой же универсальный характер Когда астронавты отправятся к отдаленным планетам в поисках жизни, они могут встретиться с существами, настолько странными и неземными, что нам трудно их себе представить. Но есть ли что-нибудь, что свойственно всему живому, где бы оно ни находилось и на чем бы ни основывалась его химия Если бы оказалось, что существуют такие формы жизни, химия которых основана на кремнии, а не на углероде, или использует аммиак, а не воду, если бы обнаружились формы, которые при температуре минус 100°С вскипают и гибнут, или формы, базирующиеся вовсе не на химии, а на каких-то очень хитрых электронных схемах, то мог бы тем не менее существовать некий общий закон, которому подчинялось бы все живое Разумеется, я этого не знаю, но если бы мне пришлось держать пари, я бы сделал ставку на один фундаментальный закон — закон о том, что все живое эволюционирует в результате дифференциального выживания реплицирующихся единиц. Случилось так, что реплицирующейся единицей, преобладающей на нашей планете, оказался ген — молекула ДНК. Возможно существование и других таких единиц. Если они существуют, то при наличии некоторых иных условий они неизбежно составляют основу некого эволюционного процесса. [c.150]

Общепризнано, что среди генеральных направлений биологии наиболее мощно набирает сейчас темпы биология физико-химическая, т. е. область изучения живой материи, использующая идеи, методы и подходы химии, физики и математики. На широком фронте физико-химической биологии особенно рельефно вырисовываются достижения молекулярной биологии (и прежде всего ее лидера — молекулярной генетики), различных сфер биофизики и математической биологии, биоорганической химии. Однако у истоков этого движения биологии навстречу точным наукам, несомненно, находится биохимия, проделавшая сложный и увлекательный путь от классической до современной. Определяя биохимию как широкое научное направление, следует включить в нее изучение химических основ и механизмов жизнедеятельности, химию жизни , о каких бы проявлениях жизни ни шла речь с таких позиций биохимия поистине универсальна. Однако в более конкретном, сегодняшнем звучании биохимия представляет собой область физико-химической биологии, связанную с познанием процессов метаболизма и путей их регуляции и энергетического обеспечения. Поэтому вполне естественен вывод о том, что биохимия — это тот фундамент, на котором зиждется наше представление о живой природе, о ее поразительной целесообразности и об единстве управляющих ею законов, это тот материалистический принцип, который помогает нам понять смысл, могущество и красоту явлений, составляющих в совокупности самое великое на земле — жизнь. [c.5]

Так делить вещества первым в 1807 году предложил шведский химик Иене Якоб Берцелиус. В то время химия была еще очень молодой наукой. О том, как на самом деле устроены вещества, люди знали очень мало. Но даже тогда было ясно одно. Одни вещества встречаются в земле, в воде и в окружающем нас воздухе. Они находятся там, по-видимому, с тех пор, как образовалась Земля — например, песок и вода. Другие вещества, наоборот, существуют только благодаря тому, что их произвело какое-нибудь живое существо. К таким веществам относится, например, сахар. В недрах земли нет залежей сахара. Его нельзя добыть из шахты. Для этого нужна та или иная форма жизни. Нужно вырастить сахарный тростник или сахарную свеклу, или сахарный клен и извлечь сахар из сока этих растений. [c.9]

Химия будет улучшать жизнь в той системе, в какой граждане смогут ставить перед собой вопросы, рассматривать различные возможности с учетом всей доступной информации и делать осознанный выбор. Перед вами стоит задача заглянуть в ваше будущее и решить, какой мир вам нужен и как вы, опираясь на науку и технологию, можете способствовать построению такого мира. Задача не простая, она потребует усилий, но и цель того стоит [c.542]

Таким образом, углерод обладает удачным сочетанием свойств его небольшие атомы с таким же числом валентных электронов, как и число валентных орбиталей, образуют друг с другом связь настолько же прочную, как и связь с кислородом. Авторы научно-фантастических романов долгое время описывали воображаемую, совсем непохожую на обычную, внеземную жизнь, основанную на неводной химии и элементе, отличном от углерода. Их излюбленным элементом был кремний, и они заселяли Марс чудовищами, тела которых подобны силиконовой замазке, а пища состоит из камней. Но чем больше становится известно о роли соединений углерода в земных живых организмах, тем труднее представить себе, что соединения кремния способны выполнять даже отдаленно напоминающую роль. Углерод обладает уникальными свойствами, которые не могут дублироваться ни одним другим известным элементом. [c.282]

Как способ отождествления различных изомеров колебательная спектроскопия очень широко применяется в органической химии. Она позволяет установить для данного вещества существование не только мономеров, но и отдельных конформеров. Так как время жизни данного конформера (Ш с) в сотни и тысячи раз больше периода колебаний (10 —10 с), он успевает проявить себя в колебательном спектре. Измерение зависимости интенсивности полос двух конформеров от температуры позволяет определить теплоту превращения одного из них в другой, т. е. относительную их устойчивость. Однако далеко не всегда одни только колебательные спектры достаточны для однозначного определения равновесной конфигурации молекулы. Обычно должна использоваться совокупность данных нескольких взаимозаменяющих методов исследования, например вращательной и колебательной спектроскопии, электронографии, измерения дипольных моментов и др. [c.176]

Химия имеет огромное значение в жизни общества. Без достижений химии были бы невозможны такие завоевания человечества, как освоение космического пространства и использование атомной энергии в мирных целях. В Комплексной программе химизации народного хозяйства СССР на период до 2000 года сказано, что большая роль в развитии нашей страны отводится комплексной химизации народного хозяйства, которая является необходимым условием достижения перспективных социально-экономических целей неуклонного роста эффективности общественного производства, ускорения научно-технического прогресса, повышения производительности общественного труда, успешного претворения в жизнь Продовольственной программы СССР, Энергетической программы СССР, Комплексной программы развития производства товаров народного потребления и сферы услуг, улучшения условий жизни советского народа, укрепления экономической и оборонной мощи нашей страны (Комплексная программа химизации народного хозяйства СССР на период до 2000 года.— М., Политиздат, 1985.— С. 3—4). [c.4]

За этим быстро последовал синтез других органических веществ. Термин органическая химия постепенно приобрел значение химии соединений углерода, так что когда химикам XX в. понадобилось говорить конкретно о процессах, протекающих в живых организмах, им пришлось придумать новый термин-биохы.иия. Правильнее сказать, что химия жизни является подразделом химии соединений углерода, и стоит поразмыслить, почему это так. [c.264]

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]

Предметом биокоординационной химии должны быть такие комшюксы жизни и их функции, как хлорофилл и световая стадия фотосинтеза, гемо- [c.717]

Бор рассматривал эту проблему на основе концепции дополнительности, частным случаем которой является принцип неопределенности квантовой механики. Бор считал дополнительными исследования живых организмов на атомно-молекулярном уровне и как целостных систем. Эти два вида исследований несовместимы. В то же время ни один результат биологического исследования не может быть однозначно описан иначе как на основе понятий физики и химии . Жизнь следует рассматривать ...как основной постулат биологии, не поддающийся дальнейшему анализу , подобно кванту действия в атомной физике. Таким образом, имеется дополнительность биологии, с одной стороны, и физики и химии — с другой. Эта концепция не виталистична, она [c.11]

Мейбум [24] указывал, однако, что такая формулировка принципа неопределенности неприменима, если уширяющиеся пики начинают перекрываться, так как она предсказывает неограниченное уширение при возрастании скорости обмена, что, как мы увидим, не соответствует наблюдаемым фактам). Оптические спектры характеризуются высокими частотами наблюдения (10 —10 Гц) поэтому это уширение не будет заметно при разрешающей способности оптических спектрометров, за исключением случаев очень малых времен (б я 10- —10- з с и менее). Время жизни конформаций и ионизованных состояний органических молекул обычно намного больше. Однако в ЯМР-спектроскопии частоты наблюдения в 10 раз ниже, а ширина линий может составлять 1 Гц и менее, вследствие чего сигналы обменивающихся модификаций могут отстоять друг от друга всего на несколько герц. В этих условиях слияние сигналов индивидуальных модификаций может наступить даже при больших временах жизни порядка 10 —10 с. Если же времена жизни существенно короче, обе формы будут представлены одним узким сигналом и станут практически неразличимы. Для химии очень важно, что такие времена жизни (10 —10- с) соизмеримы со скоростями химических реакций и процессов изомеризации. Путем соответствующего видоизменения уравнений Блоха (см. разд. 1.7) можно получить аналитическое выражение для формы спектральных линий при уширении или слиянии пиков, с помощью которого были измерены скорости самых разнообразных химических процессов. Поскольку в практике ЯМР-исследований полимеров этот метод используется сравнительно редко, мы не станем останавливаться на нем подробно, тем более, что этот вопрос широко освещен в литературе. Нам важно лишь отметить, что ЯМР-спектры молекул, которые могут иметь различную конформацию (а именно к таким молекулам и относится большинство полимеров), усреднены по всем возможным конформациям. Спектры ЯМР позволяют получить важные данные о предпочтительности той или иной конформации, но в общем случае эти данные представлены в неявном виде. [c.48]

Химия жизни в значительной степени является химией полифункцио-налъных органических соединений. Тип функциональных групп обычно делает возможным взаимодействие их друг с другом взаимное расположение групп часто бывает таким, что важное значение приобретают взаимодействия как внутри-, так и межмолекулярного типа. Одним из примеров таких соединений являются углеводы, выше было показано, каким образом в этих соединениях взаимодействуют спиртовая и карбонильная функции, в результате чего происходит либо циклизация в простых сахарах, либо образование связей между молекулами простых сахаров, что дает молекулы полисахаридов. Настоящая глава посвящена рассмотрению химии соединений, для которых характерно взаимодействие между амино- и карбоксильной группами. Особое внимание будет уделено веществам, имеющим важное физиологическое значение. Изложение будет разделено на три этапа. Сначала будет рассмотрена химия простых а-аминокислот при этом мы постараемся показать, каким образом изменяются свойства аминной и кислотной функций в молекулах, где присутствуют обе эти группы. Далее будет рассмотрен ряд важных свойств пептидов и белков — веществ, построенных из аминокислот, соединенных между собой амидными связями. Кратко будут также обсуждены проблемы, выдвигаемые химией ферментов — белковых молекул, способных действовать-в качестве катализаторов строго определенных химических реакций. В заключение будут кратко рассмотрены молекулярные основы генетики. [c.57]

Я не хочу сказать, что химия жизни однообразна и проста, она лишь не так многообразна, как могла бы быть. В самом деле, хотя жизнь использует не все существующие химические элементы, она умеет крайне хитроумно распорядиться теми из них, которые идут в дело, извлечь из них максимум пользы. Эта приспособленность, эта уникальная связь между жизнью и ее субстратом снова и снова поражает биохимиков. Подробно об этом рассказано в книге Нидхема, озаглавленной Уникальность биологического вещества [15] [c.71]

Учебник профессора И. Л. Глинки Общая химия выдержал при жизни автора двенадцать изданий и три после его смерти. По этому учебнику знакомились с химией многие поколения студентов, им пользовались школьники при углубленном изучении химии, к нему часто прибегали специалисты нехимических профессий. Все издания этой книги неизменно пользовались большой популярностью. Это не удивительно, ибо учебни1С обладал важными достоинствами. Автор умел ясно, последовательно и логично излагать учебный материал. Кроме того, книга была своего рода краткой энциклопедией общей химии — в ней нашли отражение многие вопросы химии, в том числе и такие, которые выходили за рамки программы нехимических вузов. [c.11]

Химия занимается изучением веществ в нашем мире - от сахара и пищевой соды до природного газа и воды. Из чего сделаны вещества Как они ведут себя и взаимодействуют друг с другом в присутстнии различных видов энергии, таких, как тепло и электричество Какова их роль в живых существах Таким образом, химия имеет отношение ко всему в нашей жизни — к пище, фотопленке, лунным камням, тканям, лекарствам, жизненным процессам, ведь предмет интереса — все существующие вещества. [c.10]

Улучшение заш,иты окружающей среды. Общественное мнение заставило промышленность считаться с необходимостью защиты окружающей среды. Перед лицом увеличения населения Земли, урбанизации и првышения стандартов жизни окружающая среда должна быть защищена. Эффективная стратегия сохранения нашей среды обитания требует знаний о составляющих ее химических веществах, их источниках и о том, что мы можем с ними сделать. Химия — основа каждого из этих вопросов. Промышленность может дать нам методы и услуги, такие, как аналитические методики, заранее предупреждающие об опасности, помогающие определить ее происхождение, и другие продукты и процессы, помогающие избежать опасности. [c.540]

Утверждение Вёлера о сложности органической химии звучит актуально и сегодня, но совершенно на другом уровне знаний. Ученые ответили на многие вопросы, ставившие в тупик Вёлера, но теперь возникли вопросы, которые он никогда бы не мог поставить. Чарльз Дарвин однажды заметил Спрашивать о происхождении жизни просто глупо точно так же можно спрашивать и о происхождении материи . Показательно, насколько далеко мы продвинулись, если ученые сегодня заняты решением обоих этих вопросов и разрабатывают эксперименты для ответа на них. Одна из целей посылки на Марс непилотируемых американских кораблей типа Викинг зак,т1с алась з пс скг ж зы на этой планете. Хотя результаты нельзя считать полностью определенными, они настолько отрицательны, что мало кто верит в будущие попытки открыть жизнь на Марсе. Интересно, что все эксперименты с Викингами выполнялись в мOJ чaливoм предположении, что жизнь должна иметь [c.264]

Считает ли общественность химические и нефтеперерабатывающие отрасли жизненно необходимыми Личный опыт подсказывает, что незаменимая роль химической промышленности в обеспечении основ современной жизни осознается слабо. Подтверждением этому служит случай, имевший место с автором, когда тот принимал участие в расследовании одной аварии с выбросом облака олеума и триоксида серы. В ходе беседы негодующая домохозяйка высказала мнение, что "такие предприятия надо закрывать". В ее кухне, где шел разговор, были товары бытовой химии по крайней мере двух наименований, изготовляемые из олеума и триоксида серы на том самом предприятии, где произошла авария. Эта проблема обсуждалась также в работах [Marshall,1980Ь 1984]. Из последней работы и взята табл. 17.2, из которой видно, что для изготовления многих товаров повседневного спроса употребляются опасные вещества, большинство из которых в количествах, используемых в технологических аппаратах и установках, составляют основные опасности химических производств. [c.462]

Химия высокомолекулярных соединений как самостоятельная область науки появилась в начале 20-х годов XX века. Это новое направление в органической химии получило весьма бурное развитие в связи с возникновением и ростом таких важных в жизни современного общества ветвей науки и отраслей промышленности, как производство синтетического каучука, искусственного волокна, плгГстических масс и др. В настоящее время химия высокомолекулярных сое рнений является одним из мощных факторов воздействия науки на технический прогресс. Непрерывно и систематически создаются новые вещества, не имеющие себе аналогов в природе, которые находят самое широкое применение в технике в качестве конструктивных материалов, в быту, в медицине и др. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология