От брожения к фотосинтезу

Окислительно-восстановительные реакции самые распространенные и играют большую роль в природе и технике. Они являются основой жизни на Земле, так как с ними связаны дыхание и обмен веществ в живых организмах, гниение и брожение, фотосинтез в зеленых частях растений и нервная деятельность человека и животных. Их можно наблюдать при сгорании топлива, в процессах коррозии металлов и при электролизе. Они лежат в основе металлургических процессов и круговорота элементов в природе. С их помощью получают аммиак, щелочи, азотную, соляную и серную кислоты и многие другие ценные продукты. Благодаря окислительно-восстановительным реакциям происходит превращение химической энергии в электрическую в гальванических элементах и аккумуляторах. Они широко используются в мероприятиях по охране природы. [c.226]

В природе есть много мест с полным или почти полным отсутствием молекулярного кислорода. Это глубокие слои воды, почвы, илы морей и континентальных водоемов. Особую экологическую нишу для развития анаэробов представляют рубец и кишечник животных и человека. Облигатно анаэробный способ существования широко распространен среди эубактерий. Систематическое изучение анаэробных эубактерий, предпринятое в последние десятилетия, обнаружило неоднородность входящих в эту фуппу организмов, способных получать энергию в процессах брожения, фотосинтеза и анаэробного дыхания. [c.261]

Благодаря успехам биохимии в основном раскрыт химизм таких важнейших звеньев обмена веществ, как дыхание и брожение, фотосинтез, обмен азотистых соединений, образование и распад жиров, синтез и взаимные превращения углеводов и органических кислот и М ногие другие процессы. [c.8]

Окислительно-восстановительные реакции самые распространенные и играют большую роль в природе и технике. Они являются основой жизни на Земле, так как с ними связаны дыхание и обмен веществ в живых организмах, гниение и брожение, фотосинтез в зеленых частях растений и нервная деятельность человека и животных. Их можно [c.201]

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ. Совокупность биохимических реакций, лежащих в основе жизнедеятельности организмов. Биологический обмен веществ представляет собой процессы превращения веществ внешней среды в вещества живого организма и обратные превращения веществ организма в вещества внешней среды. С другой стороны, это процессы, происходящие внутри организма, в отдельных частях, органах и тканях, и, наконец, процессы превращения веществ в клетке и в отдельных клеточных структурах. Без непрерывного взаимодействия организма с внешней средой, без обмена веществ не может быть жизни. Обмен веществ неразрывно связан с обменом энергии. Важнейшую сторону обмена веществ составляют биохимические процессы, и выяснение химизма отдельных звеньев обмена веществ является одним из путей познания жизни. Благодаря крупным успехам биохимии к настоящему времени в основном раскрыт химизм таких кардинальных звеньев обмена веществ, как дыхание и брожение, фотосинтез, обмен азотистых соединений, жиров, углеводов и органических кислот и многие другие процессы. Выяснено также влияние многих внешних и внутренних факторов на интенсивность и направленность отдельных звеньев обмена веществ, что позволяет путем изменения внешних условий изменять обмен веществ микроорганизмов, растений и животных в желаемом для человека направлении. Процессы обмена веществ делятся на две группы — катаболизм и анаболизм. Катаболизм — это процессы, при которых происходит распад, расщепление сложных органических соединений до белее простых (например, распад белков до аминокислот, крахмала до глюкозы, сахаров до углекислоты и воды т. д.). Анаболизм — это синтетические процессы, при которых образуются более сложные соединения из более простых. При катаболизме происходит выделение энергии, а при анаболизме ее поглощение. Всякое усиление синтетических процессов в организме неизбежно сопровождается усилением процессов распада веществ. [c.204]

Радиоизотопы применяются для изучения невыясненных или спорных механизмов химических процессов, как природных (процессов брожения, фотосинтеза), так и искусственных (реакций этерификации, полимеризации, катализа и многих других). Доказано, например, что схема фотосинтеза растений далеко не так проста, как казалось выявилась огромная роль образующихся полупродуктов доказано, что выделение О2 по реакции СО2+ Н20 = НСОН-Ь + О2 происходит не за счет СО2, а за счет воды доказано, что ассимиляция СО2 возможна и без света. Доказано также, что реакция образования сложного зфира не всегда является аналогичной реакции нейтрализации, как это до сих пор считали в большинстве случаев вода выделяется не за счет водорода кислоты и гидроксила спирта по схеме К —[О—Н +Н]—О—г—.НгО+К —О—г, а за счет гидроксила кислоты и водорода спирта, то есть по схеме R —О — Н4-Н —О] —г-НаО + К —О —г, где Я— углеводородный радикал, г — радикал кислоты (кислота без гидроксила). [c.177]

К окислительно-восстановительным относят реакции, в ходе которых изменяется степень окисления элементов. Эти реакции принадлежат к числу самых распространенных химических реакций. Реакции окисления — восстановления протекают при горении твердого, жидкого и газообразного топлива. Почти все металлы получаются восстановлением из руд. Коррозия металлов заключается в их окислении. Многие важные химические продукты могут быть получены посредством реакций окисления — восстановления, например, азотная кислота из аммиака, серная кислота из серы и сульфидов. Вся электрохимическая промышленность (получение хлора, водорода, щелочей, хлоратов, пероксидов и т. д.) основана на реакциях окисления — восстановления. За счет этих реакций работают химические источники тока (аккумуляторы и элементы). Они лежат в основе фотографических процессов, тканевого дыхания, процессов пищеварения, брожения, фотосинтеза. [c.60]

При замещении атомов водорода гидроксильных групп остатками кислот получаются вещества типа сложных эфиров. Так, например, в молекулу глюкозы можно ввести 5 остатков уксусной кислоты, при этом получается пентаацетилглюкоза. При замещении атомов водорода в гидроксильных группах остатками фосфорной кислоты образуются фосфорнокислые эфиры сахаров, играющие большую роль как промежуточные продукты при брожении, фотосинтезе и других процессах. [c.177]

Но НИ экспериментальные, ни другие наблюдения пока не заставляют нас делать такие решительные выводы. Эволюция путем аккреции , видимо, редка [1203, 1449]. Перенос генов между различными бактериями, несомненно, важное явление, но по-видимому, самые фундаментальные свойства клетки при этом не затрагиваются. Следует отметить, что биоэнергетические процессы (брожение, фотосинтез, дыхание) требуют особенно больших количеств хорошо интегрированных генов. Вся организация клетки должна быть приспособлена к процессам, посредством которых она получает полезную энергию и выполняет работу. Поэтому в настоящее время разумно будет принять, что в результате межвидовых и межродовых переносов генов изменяются лишь детали биоэнергетических процессов, но основные направления эволюции все же определяются обычной, вертикальной наследственностью. [c.29]

Пищеварение, биологическое окисление, ассимиляция в процессе фотосинтеза, спиртовое брожение, уксуснокислое брожение. [c.75]

К концу Кембрия в водах океана существовало уже, как полагают, до 1200 видов примитивных живых существ и происходило бурное развитие анаэробного брожения, а также началось поедание одних живых существ другими (вследствие уменьшения запасов органического вещества, абиогенно фотосинтезированного солнечными лучами) замечательную роль в биохимии начал играть фосфор и, в частности, аденозинтрифосфат, необходимый как для дыхания, так и для фотосинтеза органических молекул [c.378]

Остановимся на характеристике гомогенно-каталитического ферментативного катализа, который осуществляется при использовании биологических катализаторов—ферментов, представляющих собой природные белки, входящие в состав тканей. Ферментативный катализ является основой управления сложных жизненных процессов в растениях и животных организмах. Так, фотосинтез, брожение, дыхание, пищеварение, синтез белков, сокращение мышц являются каталитическими процессами, использующими в качестве катализаторов различные ферменты. [c.183]

Окислительно-восстановительные реакции имеют большое значение в теории и практике. С ними связаны все жизненные процессы дыхание, обмен веш,еств, фотосинтез, гниение, брожение и т. д. Получение металлов, кислот, щелочей и многих других продуктов основано на окислительно-восстановительных реакциях. [c.124]

Для своего функционирования нитрогеназа нуждается в непрерывном притоке как энергии (в форме АТФ), так и электронов. Это обеспечивается благодаря дыханию и брожению, происходящим в микроорганизмах или в результате фотосинтеза. АТФ специфически связывается с Ре-белком, и образовавшийся комплекс переносит электроны от ферредоксина (железосодержащий белок-донор электронов) к Мо-Ре-белку. Восстановленный Мо-Ре-белок связывает N2 и восстанавливает его до NHj. [c.64]

Что вы понимаете под процессами фотосинтеза дыхания и брожения Приведите схему фотосинтеза. [c.81]

Смолообразование у хвойных деревьев является процессом весьма слож ным и недостаточно изученным. Принято считать, что живица образуется из тех питательных веществ, которые улавливаются кроной. Путем фотосинтеза эти вещества превращаются в сахара, крахмал и жиры. По гипотезе Эйлера, терпены могут образоваться из некоторых промежуточных продуктов спиртового брожения, например из уксусного альдегида и ацетона. При взаимодействии их получается р-метилкротоновый альдегид, [c.194]

Таким образом, в этой фуппе обнаружены разные биосинтетические способности, сочетающиеся с разнообразными способами получения энергии. Источниками углерода могут быть СО2 или органические соединения, а источниками энергии — фотосинтез, аэробное и анаэробное дыхание, брожение. [c.300]

Отрицательное действие О2 на азотфиксацию связано с восстановительной природой процесса. Возникшая первоначально у анаэробных прокариот, получающих энергию за счет брожения, способность к азотфиксации проявилась и в фуппах эубактерий с бескислородным фотосинтезом. Благоприятные условия для нее обеспечивались анаэробным типом метаболизма этих фупп. И только цианобактерии столкнулись с проблемой функционирования в клетке двух процессов, один из которых имеет восстановительную природу, а другой сопровождается выделением такого сильного окислителя, как О2. Возникла необходимость защиты или изолирования процесса азотфиксации от молекулярного кислорода. [c.317]

Трудно переоценить значение возникновения клеточного дыхания, которое высвободило силы, скрытые в живых организмах. Ни один организм, зависящий целиком от брожения, не мог теперь сравниться с ними. Ведь даже после появления фотосинтеза организмы лищь кое-как перебивались, находясь все время на грани гибели. Они могли, конечно, создавать свои собственные органические вещества, но ровно столько, сколько их было нужно, чтобы хоть как-нибудь просуществовать. Брожение — это такой расточительный образ жизни, что фотосинтез едва успевал обеспечивать его. При дыхании вещества организма использовались столь экономно, что, наконец, удалось кое-что отложить про запас. В сочетании с брожением фотосинтез дал возмол ность организмам поддерживать свое существование, в сочетании с дыханием он дал избыток. Если выразить это в экономических терминах, то фотосинтез обеспечил организмам прожиточный минимум, а дыхание обеспечило им накопление капитала. Именно этот капитал они в основном и вложили в гигантское предприятие эволюции органического мира. [c.31]

Наконец, в морской воде зародились впервые вирусы, бактерии, простейшие одноклеточные водоросли и дрожжевые грибки началось развитие анаэробного брожения запасенных в результате абиогенного фотосинтеза органических молекул затем начали появляться живые клетки, использующие для своей жизни энергию окисления органических молекул за счет кислорода сульфатов, превращаемых в сульфиды начали все более развиваться разнообразные живые автотрофы, получающие энергию от окисления сероводорода (с выделением свободной серы) или от окисле1шя железа (И) до железа (И1). [c.376]

См. также Сахара, Фотосинтез альдозы н кетозы, см. Моносахариды биологическая роль, см. Биологическое окисление. Брожение, Гаико-лиз, Глюконеогенез иммобилизованные 2/1163 ископаемых остатков 3/871 катаболизм, см. Пентозофосфатный цикл [c.730]

Сахарофосфаты, к которым относится рибозофосфат, участвуют в важнейших биопроцессах, таких как фотосинтез, дыхание, синтез ди- и полисахаридов, брожение и др. [c.641]

Ишикава и Такаичи [121] исследовали образование лигнина в молодой красной фасоли и в соевых бобах. Они нашли, что предшественник лигнина может образоваться в качестве промежуточного вещества путем фотосинтеза и дыхательного брожения и, возможно, гликолиза. [c.768]

Для реализации биосинтеза и метаболизма необходима энергия, запасаемая в клетках в химической форме, главным образом в экзергонических третьей и второй фосфатной связи АТФ. Соответственно метаболические биоэнергетические процессы имеют своим результатом зарядку аккумулятора — синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Это происходит в процессах дыхания и фотосинтеза. Современные организмы несут память об эволюции, начавшейся около 3,5 10 лет назад. Имеются веские основания считать, что жизнь на Земле возникла в отсутствие свободного кислорода (см. 17.2). Метаболические процессы, протекающие при участии кислорода (прежде всего окислительное фосфорилирование при дыхании), относительно немногочисленны и эволюционно являются более поздними, чем анаэробные процессы. В отсутствие кислорода невозможно полное сгорание (окисление) органических молекул пищевых веществ. Тем не менее, как это показывают свойства ныне существующих анаэробных клеток, и в них необходимая для жизни энергия получается в ходе окислительно-восстановительных процессов. В аэробных системах конечным акцептором (т. е. окислителем) водорода служит Ог, в анаэробных — другие вещества. Окисление без Oj реализуется в двух путях брожения — в гликолизе и в спиртовом брожении. Гликолиз состоит в многостадийном расщеплении гексоз (например, глюкозы) вплоть до двух молекул пирувата (пировиноградной кислоты), содержащих по три атома углерода. На этом, пути две молекулы НАД восстанавливаются до НАД.Н и две молекулы АДФ фосфоршгируются— получаются две молекулы АТФ. Вследствие обратной реакции [c.52]

У прокариот известны три способа получения энергии разные виды брожения, дыхания и фотосинтеза. В процессах брожения в определенных окислительно-восстановительных реакциях образуются нестабильные молекулы, фосфатная группа которых содержит много свободной энергии. Эта фуппа с помощью соответствующего фермента переносится на молекулу АДФ, что приводит к образованию АТФ. Реакции, в которых энергия, освобождающаяся на определенных окислительных этапах брожения запасается в молекулах АТФ, получили название субстратного фосфо-рилирования. Их особенностью является катализирование растворимыми ферментами. Образующийся в восстановительной части окислительно-восстановительных преобразований сбраживаемого субстрата восстановитель (НАД Н2, восстановленный фер-редоксин) переносит электроны на подходящий эндогенный акцептор электрона (пируват, ацетальдегид, ацетон и др.) или освобождается в виде газообразного водорода (Нз). [c.94]

В процессах дыхания и фотосинтеза освобождающаяся при переносе электронов энергия запасается первоначально в форме электрохимического трансмембранного градиента ионов водорода (ДДн+)> т.е. имеет место превращение химической и электромагнитной энергии в электрохимическую. Последняя затем может быть использована для синтеза АТФ. Поскольку в обоих процессах синтез АТФ обязательно связан с мембранами, реакции, приводящие к его образованию, получили название мембранзави-симого фосфорилирования. Последнее подразделяется на два вида окислительное (АТФ образуется в процессе электронного переноса при окислении химических соединений) и ф о-тосинтетическое (синтез АТФ связан с фотосинтетическим электронным транспортом) фосфорилирование. Следует подчеркнуть, что принципы генерации АТФ при фотосинтезе и дыхании, т. е. механизмы мембранзависимого фосфорилирования, одинаковы. Таким образом, энергия, получаемая в процессах брожения, дыхания или фотосинтеза, запасается в определенных формах. [c.97]

Со сформированными электронтранспортными цепями, локализованными в мембране, содержащими все типы переносчиков и имеющими прямое отнощение к получению клеткой энергии, мы уже встречаемся у рассмотренных в гл. 13 и 14 анаэробных эубактерий с наиболее просто организованной энергетикой хе-мотрофного (брожение) и фототрофного (бескислородный фотосинтез) типа некоторых пропионовокислых бактерий, всех фотосинтезирующих пурпурных и зеленых бактерий. В клеточных мембранах этих организмов локализованы и функционируют сопряженные с электронным транспортом АТФ-синтазы. [c.348]

Способы получения архебактериями энергии включает бес-хлорофилльный фотосинтез, брожение, аэробное и анаэробное дыхание, при котором конечными акцепторами электронов могут быть СО2 и другие С,-соединения, молекулярная сера, N0 , Ре " и Мо . У организмов, получающих энергию с использованием электронного транспорта, в качестве электронпереносящих компонентов обнаружены ферредоксины, хиноны, цитохромы. Электронный транспорт сопряжен с трансмембранным переносом протонов. Механизм окислительного фосфорвдирования архебактерий соответствует хемиосмотическому принципу и сходен с аналогичным механизмом эубактерий и митохондрий. В то же время следует подчеркнуть, что архебактериям свойственны типы энергетического метаболизма, не встречающиеся у эубактерий и эукариот. Это бесхлорофилльный фотосинтез и особый тип анаэробного дыхания, в процессе которого происходит образование метана. [c.415]

Антропогенные источники поступления в окруокающую среду. Промышленные выбросы СОг составляют около б-Ю т в год, из них 50 % остается в атмосфере, а остальное попадает в процессе фотосинтеза в биосферу и поглощается Мировым океаном. Промышленные источники СОг — сжигание топлива, сахарные заводы (возможно выделение СОг из сатурационных котлов), СОг образуется в шахтах, на рудниках, встречается в тоннелях, колодцах, в кессонах, выделяется при работе геотермальных электростанций, при процессах гниения и брожения. [c.326]

Изучал химизм дыхания и брожения. Показал, что спиртовое брожение не является первой фазой дыхания (как считали до его работ), но оба этих процесса связаны общими промежуточными продуктами превращения углеводов. Установил, что дрожжи способны осуществлять реакцию Канниццаро с образованием спиртов и кислот, а грибок Aspergillus ni-ger — реакцию образования лимонной кислоты. Эти открытия послужили основой для разработки технических способов получения названных продуктов. Установил путь восстановления растениями нитратов до аммиака. Показал, что при фиксации атмосферного азота азотобактером образуется аммиак. Выяснил характер изменений фотосинтеза в течение суток. [107а] [c.259]

Присутствие в природных водах растворенного углекислого газа связано прежде всего с процессами распада органического вещества при его окислении, брожении или гниении. Источниками растворенного СОз являются также дыхание водных организмов и выделение СОг в геохимических процессах. Поглощение СОз из атмосферы играет меньшую роль, так как в ней содержится всего 0,03%" СОз (рсо, = 0,0003 атл<). В соответствии с этим по закону Генри растворимость СОз в воде при 10" должна составлять Ссо, =2310-0,0003=0,69 мг/л. Фактическое содержание СОз в природных водах изменяется в широких пределах— от десятых долей до нескольких сотен мг/л. Из процессов, направленных на уменьшение содержания СОз в природных водах, важнейшими являются удаление его в атмосферу из-за пересыщенности им воды, расходование на растворение карбонатных пород, потребление зеленой растительностью в процессе фотосинтеза. [c.35]

Фосфорнокислые эфиры глюкозы и фруктозы были выделены как из животных, так и из растительных 01рганизмов. Оказалось, что эти эфиры играют исключительно важную роль в жизнедеятельности организмов, являясь промежуточными продуктами расщепления углеводо в при брожении и гликолизе (расщеплении полисахарида гликогена до молочной кислоты, происходящем во всех клетках животных организмов), а также при син-тетичеоких процессах (например, при фотосинтезе). [c.661]

При реакциях с кислотами моносахариды могут образовывать сложные эфиры. Некоторые из этих эфиров имеют очень большое значение, так как играют важную роль в обмене веществ. Особенно важное значение имеют эфиры сахаров с фосфорной кислотой, так называемые сахарофосфаты, или фосфорные эфиры сахаров. Такие важнейшие процессы обмена веществ, как фотосинтез, дыхание, брожение, синтез сахарозы, крахмала, гликогена, и многие другие процессы протекают при обязательном участии фосфорных эфиров сахаров. В процессах обмена веществ наибольшее значение имеют следующие фосфорные эфиры моносахаридов [c.107]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология