Синтез органических веществ у человека и животных

В зависимости от объекта исследования биохимию условно подразделяют на биохимию человека и животных, биохимию растений и биохимию микроорганизмов. Несмотря на биохимическое единство всего живого, существуют и коренные различия как химического состава, так и обмена веществ в животных и растительных организмах. Обмен веществ, или метаболизм,—это совокупность всех химических реакций, протекающих в организме и направленных на сохранение и самовоспроизведение живых систем. Известно, что растения строят сложные органические вещества (углеводы, жиры, белки) из таких простых, как вода, углекислый газ и минеральные вещества, причем энергия, необходимая для этой синтетической деятельности, образуется за счет поглощения солнечных лучей в процессе фотосинтеза. Животные организмы, напротив, нуждаются в пище, состоящей не только из воды и минеральных компонентов, но содержащей сложные вещества органической природы белки, жиры, углеводы. У животных проявления жизнедеятельности и синтез веществ, входящих в состав тела, обеспечиваются за счет химической энергии, освобождающейся при распаде (окислении) сложных органических соединений. [c.15]

Первоначально в качестве пестицидов применялись преиму щественно неорганические вещества—соединение мышьяка, ртути, меди и др. С 30-х годов текущего столетия начали проводиться интенсивные исследования в области синтеза и испытаний органических пестицидов, которые в последние десятилетия приобрели наибольшее значение. Органические пестициды более эффективны и экономичны, так как расходуются в небольших количествах (часто 1—10 кг и менее на 1 га посевов), многие органические пестициды обладают избирательным действием, например поражают сорняки, но практически безвредны для культурных растений. Многообразие растительного и животного мира (только насекомых существует свыше 750 000 видов), различия климата, почв и других условий вызывают необходимость применения широкого ассортимента пестицидов, который к настоящему времени насчитывает несколько сотен препаратов и быстро пополняется новыми все более эффективными веществами. Большое внимание уделяется получению пестицидов избирательного действия, препаратов, мало токсичных для человека и домашних животных, а также пестицидов, не накапливающихся в почве. [c.336]

СИНТЕЗ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ У ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ [c.235]

Органические соединения особенно важны тем, что являются конструктивным и энергетическим материалом животных и растительных организмов. Источниками их получения служат прежде всего растительные и животные организмы — своеобразные химические лаборатории, в которых протекает множество сложнейших реакций. Так, в зеленых растениях исходные вещества для синтеза — простейшие соединения (СОз и минеральные соли). Животные организмы для жизнедеятельности получают в готовом виде довольно сложные органические соединения (углеводы, жиры, белки), синтезированные растениями. В организме человека и животных преобладают окислительные процессы, приводящие в конечном счете к превращению химической энергии в тепловую и образованию простейших конечных веществ, в основном оксида углерода (IV) и воды. Азот выделяется в составе мочевины. Огромное количество органических веществ получают из древесины, торфа, горючих сланцев, [c.86]

Фотосинтез — основной процесс, приводящий к образованию органических соединений. В процессе фотосинтеза солнечная энергия превращается в химическую, и эта химическая энергия в конечном счете используется для синтеза органических соединений, благодаря чему возможна жизнь всех растений, животных и человека на земле. Фотосинтез — источник свободного кислорода на нашей планете. При фотосинтезе создается до 90% и более сухого вещества растений следовательно, урожай сельскохозяйственных культур в значительной степени определяется интенсивностью фотосинтеза. [c.123]

Мочевина — белое кристаллическое вещество с темп, плавл. 133° С, хорошо растворима в воде. Образуется в организмах человека и млекопитающих животных как конечный продукт превращений аминокислот (стр. 278) и белков (стр. 288) и в значительных количествах выводится с мочой (отсюда и происходит ее название). Мочевина — одно из первых органических веществ, полученных путем синтеза (Велер, 1828). В настоящее время ее получают синтетически в огромных количествах различными методами один из них заключается в действии аммиака на хлорангидрид угольной кислоты (фосген) [c.215]

Липиды составляют вместе с белками и углеводами основную массу органического вещества живой клетки. Они присутствуют в организмах различного происхождения растительных, животных, бактериальных. В высокой концентрации липиды (особенно фосфолипиды) обнаружены в различных органах животных и человека головном и спинном мозге, крови, печени, сердце, почках и т. д., особенно велико содержание липидов в нервной системе (20—25%). Липиды входят в состав всех структурных элементов клетки, в первую очередь клеточных мембран, и мембран субклеточных частиц липиды (в виде липопротеидов) составляют не менее 30% общей сухой массы мембраны. С участием липидов протекают такие важнейщие биохимические процессы, как передача нервного импульса, активный перенос через мембраны, транспорт жиров в плазме крови, синтез белка и другие ферментативные процессы, особенно процессы, связанные с цепью переноса электронов и окислительным фосфорилированием. [c.185]

Среди продуктов органического синтеза выявляется все больше соединений, обладающих резко выраженным ингибирующим, цитотоксическим и биоцидным действием на клетки многих живых организмов. Такие соединения все шире применяются для борьбы с разными вредоносными организмами. Планомерно ведутся изыскания дезинфицирующих средств, инсектицидов, фунгицидов, дефолиантов, средств дератизации и прочих химических веществ, применяемых для девастации (истребление возбудителей инфекционных и инвазионных заболеваний человека, животных и растений). Химизация народного хозяйства и, в частности, сельского хозяйства привела к тому, что множество галоидорганических, фосфорорганических и других соединений, объединяемых в понятие пестициды, производятся в огромных количествах, в процессе практического применения эти соединения попадают в почву, а затем в водоемы. Нельзя не упомянуть о том, что многочисленные, относительно безвредные для живой природы синтетические соединения в виде разного рода упаковочных материалов и пластмасс бытового и промышленного назначения также накопляются в почве, в свалочных местах и на дне водоемов. [c.99]

Первые органические вещества были выделены человеком из растительных и животных организмов. Постепенно все большую роль в получении органических соединений начинают играть продукты коксования каменного угля, нефть и химический синтез. Перечень основных источников органических веществ, расположенный-по их значимости, выглядит следующим образом. Природные источники нефть, природные и попутные газы, каменный уголь и сланцы, древесина, продукты сельского хозяйства. Синтетические методы химический синтез и микробиологический синтез. [c.8]

Двуокись углерода воздуха используется при синтезе растениями сложных органических веществ (белков, углеводов, жиров). Следовательно, растения не только очищают воздух от двуокиси углерода и поддерживают постоянным содержание в нем кислорода, но дают человеку и животным соединения углерода — органические вещества, которые обладают запасом энергии и могут, взаимодействуя с кислородом, выделять теплоту и свет. В самой общей формулировке задача растениеводства — накопить возможно больше солнечной энергии в виде органического вещества. [c.355]

Углекислый газ расходуется на синтез сложных органических веществ (белков, углеводов, жиров), из которых состоят различные органы растений. Растения пе только очищают воздух от углекислого газа и поддерживают постоянное количество кислорода в воздухе, но дают человеку и животным соединения углерода — органические вещества. Весь углерод в организмах животных и человека получен ими от растений в виде пищи. Растительные вещества (древесина, крахмал и др.) обладают запасом скрытой химической энергии, могут взаимодействовать с кислородом, выделяя тепло и свет. Всю эту энергию растения получают от Солнца энергия пищи и топлива — это энергия Солнца. Задача растениеводства — накопить возможно больше солнечной энергии в виде органического вещества. [c.175]

Учение материалистической философии К. Маркса и Ф. Энгельса, а также первые лабораторные синтезы простейших органических соединений (например, синтез мочевины, типичного органического вещества, продукта обмена вещества в организме человека и животного, проведенный в 1828 г. Велером синтез уксусной кислоты, выполненный Кольбе в 1845 г. синтез глицеридов жирных кислот, являющихся ближайшими составными частями жиров, осуществленный французским химиком М. Бертло в 50—60-х годах XIX века и др.) сыграли большую роль в подрыве виталистического учения о жизненной силе . [c.10]

Из всех известных в природе фотохимических процессов паи большее значение имеет фотосинтез. Основоположником учения о фото" синтезе является К. А. Тимирязев. Фотосинтез является основой существования всего живого на земле. Фотосинтез зеленых растений — это единственный первоисточник накопления органического вещества на Земле, которое служит для питания человека и животных. Вся растительность земного шара создает ежегодно около 120 млрд. тонн органического вещества, из них примерно 10 млрд. тонн производит человек, выращивая на площади около 2,5 млрд. гектаров пищевые и кормовые растения. [c.213]

Репеллентами по отношению к насекомым являются вещества, выделяемые железами, расположенными в их теле и являющимися защитными средствами. Однако репелленты, выделяемые насекомыми, из-за кратковременного их действия не могут быть использованы в защите человека, животных и растений. Большое значение имеют репелленты, являющиеся продуктами органического синтеза. [c.205]

Главным природным источником энергии, практически в обозримое время, на нашей планете является Солнце. На Земле существуют организмы, способные поглощать кванты солнечной энергии и с ее помощью осуществлять процесс синтеза глюкозы из простейших неорганических веществ, которая служит основой для биосинтеза разнообразных органических соединений. Этот сложный процесс называется фотосинтезом. Именно этому процессу Земля обязана своим зеленым покровом. Все растения Земли осуществляют фотосинтез и создают условия для жизни всего животного мира и человека. Возникающий при фотосинтезе свободный кислород является единственным источником кислорода на нашей планете. Помимо зеленых растений способностью улавливать кванты солнечного света обладают некоторые виды водорослей и бактерий. [c.181]

Превращения углеводов, жиров и белков, их распад и синтез в организме теснейшим образом связаны друг с другом. Нельзя представить себе изолированно превращение отдельных органических, а также и неорганических веществ в организме. Только как исключение можно наблюдать преимущественный синтез углеводов (у зеленых растений на свету), распад углеводов с образованием этилового спирта и углекислого газа (в дрожжевых клетках при спиртовом брожении) и молочной кислоты (при работе мышц), синтез жиров (при откорме животных), синтез белков (при усиленном росте). Но даже и в этих случаях обмен веществ не сводится к превра[це-пиям т0JПзK0 одной какой-либо группы веществ. Обмен веществ между любым живым организмом п окружающей его средой является чрезвычайно слюж-ным процессом, в который вовлекаются химические составные части организма и вещества, поступающие в пего извне (пищевые вещества, включая кпс лород и воду). Обмен веществ у человека и животных регулируется централыюй нервной системой. При изучении превращений углеводов, жиров и белков приводились данные о регуляторной деятельности центральной нервной системы. Было бы ошибочным полагать суп.1,ествование в центральной нервной системе отдельных механизмов, регулирующих превращения отдельных групп веществ. Процесс обмена веществ между организмом и внешней средой, лежащей в основе проявления жизни,— единый биологический процесс и если его расчленяют на процессы превращения отдельных веществ, то это делают только с целью более глубокого его познания и изучения. [c.459]

Все эти спирты были открыты в значительной мере случайно при анализах природных продуктов. Начиная с 1853 г. новые спирты открывались не только аналитическим путем, но и методом химического синтеза. В этом проявилась одна из особенностей бурного переломного периода, который переживала в то время органическая химия. Ранее арсенал этой науки ограничивался теми веш,ества-ми, которые человек мог получить из растений и животных. И лишь но мере того, как познавалось строение природных веществ, выявлялись пути перехода от простых соединений к более сложным, открывалась возможность синтеза соединений, которые монопольно поставляла природа, и веществ пока еще неизвестных, но теоретически возможных. [c.20]

Обмен белков и аминокислот играет важнейшую и незаменимую роль в жизни организмов. Изучение обмена белков позволяет детально понять глубокий смысл, заложенный в биологическом постулате, гласящем, что организмы делаются белками . В этом постулате заключена та чрезвычайная биологическая значимость, которая присуща исключительно белковым соединениям (биологические функции белков рассматриваются в главе 1). Кроме того, для животных и человека аминокислоты — строительные блоки белковых молекул — являются главными источниками органического азота, который используется в первую очередь для синтеза специфических для организма белков и пептидов (рис. 12.1), а из них — азотсодержащих веществ небелковой природы (пуриновые и пиримидиновые основания, порфирины, гормоны и др.). При необходимости аминокислоты могут служить источником энергии для организма главным образом за счет окисления их углеродного скелета. [c.360]

Биологическую активность эти вещества проявляют различно удовлетворяют потребности человека и животных, взаимодействуют с микроорганизмами, насекомыми, растениями, участвуют в разложении различных органических субстратов. Кроме того, некоторые аминокислоты могут служить сырьем для дальнейших превращений на основе химического синтеза. [c.77]

Вода в организмах живых существ не только выполняет транспортную функцию Е1 смысле доставки к тканям и клеткам питательных веществ и к выделительным органам конечных продуктов обмена веществ. Вода, кроме того, в известной мере используется в процессах обмена, в результате чего она появляется в органических веществах — составных частях организма. Включение воды в органические вещества в большом масштабе имеет место у зеленых растений, у которых при использовании солнечно11 энергии из воды, углекислого газа и минеральных азотистых веществ синтезируются углеводы, белки, липиды и иные органические вещества. Для выяснения степени участия воды в синтезе органических веществ в организме человека и в организме животных недостаточно изучения водного баланса, т. е. соотношения количества воды, поступающей в организм, и количества воды, из него выделяющейся. Для этого необходимы иные гюдходы. Одним из таких подходов является введение в организм наряду с обычной водой небольшого количества тяжелой воды ОгО (О —дейтерий, тяжелый водород). Введенная в организм тяжелая вода быстро перемешивается со свободной межклеточной водой и водою жидкостей организма. Одновременно с этим значите,льная часть дейтерия тяжелой воды появляется в составе сложных органических веществ, например в высокомолекулярных жирных клслотах и иных веществах. [c.206]

В организмах человека и животных происходят процессы синтеза различных органических веществ. Следует, однако, отметить, что процессы синтеза в этих организмах не столь разнообразны, как в зеленых растениях, и известным образом ограничены. Следует подчеркнуть, что животные организмы неспособны использовать энергию солнечных лучей для синтеза органических соединений. Из этого отнюдь не вытекает, что в организме животных не используется для синтеза углекислый газ, вода и аммиак. Уже с давних пор известно, что выделяющаяся нз организмов человека, млекопитающих животных, амфибий и рыб мочевина синтезируется из углекислого газа, воды и аммиака применение метода меченых молекул позволило выявить участие воды, углекислого газа и аммиака в процессах синтеза сложных органических веществ — составных частей организма. После введения в организм животных тяжелой воды можно обнаружить тяжелый водород (дейтерий) в составе жиров, углеводов, белков и других веществ организма. Введение в организм животных карбонатов, меченных i позволяет проследить, как различные органические вещества приобретают радиоактивную метку, благодаря включению в их состав углерода углекислого газа. После введения в организм животных аммонийных солей, меченных стабильным изотопом азота (N ), появляется в составе белков и других азотистых веществ. Все эти данные с несомненностью показывают, что в организме животных для синтеза органических веществ используются минеральные вещества — аммиак, вода и углекислый газ. Было бы, однако, ошибочным считать, что в организмах животных и в зеленых растениях отсутствуют различия в использовании минеральных веществ для синтетических целей. Различия эти прежде всего количественного характера. Объем использования углекислого газа, воды и аммиака для синтеза органических веществ в организмах животных, но сравнению с организмами зеленых растений, незначителен. Далее обращают на себя внимание и различия качественного характера-, ряд веществ, синтезирующихся в растениях, вовсе не синтезируются в организмах человека и животных, и эти вещества должны доставляться человеку и животным в готовом виде с продуктами питания. Так, оргагшзмы человека и животных не способны к синтезу ряда аминокислот, входящих в состав белков, не могут синтезировать различные витамины и т. д. Отсутствие этих веществ в пище приводит к их гибели. [c.235]

Выше были описаны основные превращения различных классов пестицидов в различных объектах окружающей среды и показано, что большинство органических соединений в конечном итоге Полностью разлагается под влиянием различных факторов до простейших соединений, которые не могут представлять опасности для человека и других организмов. Однако разложение различных классов химических соединений протекает с разной скоростью, что в ряде случаев приводит к накоплению отдельных веществ в организме человека, животных и в почве. Такое накопление выше определенного уровня может привести к нежелательным последствиям [462, 463], особенно в тех случаях, когда организм попадает в неблагоприятные условия [464]. Это в первую очередь относится к персистентным хлорорганическим инсектицидам типа ДДТ и препаратов диенового синтеза, которые в почве и других объектах окружающей среды могут сохраняться длительное время и попадать в пищевые цепи человека и животных. В связи с этим предложено нормирование содержания пестицидов не только в пищевых продуктах, используемых для питания человека, но и в почве [465]. Например, в СССР установлены следующие ПДК для содержания пестицидов этого класса в почве ГХЦГ (технический) 1 мг/кг, линдан 1 мг/кг, ДДТ 0,5 мг/кг, полихлорпинен 0,5 мг/кг, полихлоркамфен 0,5 мг/кг, карбарил 0,05 мг/кг [465]. В том случае, если содержание указанных препаратов в почве выше ПДК, то некоторые культуры на данных участках не рекомендовано выращивать, так как часть препаратов может поступать в съедобные части этих растений. К таким культурам, например, относятся морковь, петрушка, картофель и некоторые другие. После снижения содержания указанных пестицидов в почве в результате микробиологического и другого разложения разрешается выращивание на этих участках любых культур. [c.214]

Но уже в 1828 году Велер получил из аммониевой соли циановой кис, 10ты, которая считалась веществом неорганическим, мочевину, продукт несомненно органического происхождения, та как мочевина нормально содержится в моче млекопитающих. Синтез заведомо органического вещества вне организма, казалось бы, должен был положить конец вере в мифическую жизненную силу. Велер сообщил Берцелиусу о своем открытии в следующих словах Я должен Вам заявить, что могу делать мочевину, ие нуждаясь при этом в почках и вообще в животном, будь то человек или собака . [c.7]

После лабораторного синтеза мочевины вскоре были осуществлены многочисленные синтезы других органических соединений, которые до этого выделялись только из тканей организмов. Органическая химия была освобождена от связывавших ее пут витализ.ма, и для ее развития открылись новые горизонты. Многие вещества, вошедише в обиход человека, которые получали раньше из живых организмов, стало возможным синтезировать не только в лабораториях, но и для производственных нужд. Были созданы новые отрасли химической промышленности, например, производство синтетических красок (индиго, ализарин и др.), фармацевтических (применяемых в медицине) веществ, витаминов, гормонов, которые до этого добывались путем выделения из тканей растительных или животных организмов. Особенно крупные успехи были достигнуты в синтезе органических соединений во.второй половине XIX столетия, а затем в XX столетии. К достижениям XIX столетия относится осуществление синтеза углеводов А. М. Бутлеровым и Э. Фишером, синтеза жиров М. Бертло и первые попытки проникнуть в тайны химической структуры наиболее сложных из известных в химии веществ — белков. [c.7]

Белки, как указывалось, занимают особое место в процессах обмена веществ. В противоположность углеводам и жирам, они в организме человека и животных не могут синтезироваться из органических веществ и из аммиака. В организме синтез аминокислот возможен в том случае, если имеются соответствующие а-кетокислоты. Некоторые а-кетокислоты возникают в виде промежуточных продуктов обмена углеводов и жиров. Аминируясь, эти а-кетокислоты превращаются в аминокислоты. Появляющиеся подобным образом аминокислоты носят название заменимых аминокислот. Синтез заменимых аминокислот у животных происходит в большом масштабе, и они совершенно не зависят от поступления их с белками пшци. Однако как бы [c.423]

В течение многих столетий врачи употребляли для лечения больных лекарственные растения. Однако лишь в XIX в. из растений научились выделять и использовать в качестве индивидуальных соединений морфин и другие алкалоиды. С развитием органической химии появились синтетические вещества, обладающие фармакологическими свойствами, такие, как серный эфир (1846 г.), аспирин (1899 г.), барбитураты и мышьяковистые соединения. Обнаружение в 1932 г. противомикробной активности у красного пронтозила (красного красителя 2, 4 -диаминоазобензол-4-сульфамида) (7), с помощью которого оказалось возможным успешно бороться с инфекционными заболеваниями человека и животных, вызываемыми грамположи-тельными микробами, явилось поворотным пунктом в истории медицины и побудило многие химические фирмы заняться поисками новых лекарственных средств. Особенно мощным стимулом для синтеза лекарственных органических соединений послужила возникшая во время второй мировой войны потребность в противомалярийных средствах, заменяющих хинин, доставка которого из Индонезии стала невозможной. Открытие в те же годы пенициллина было делом случая и не диктовалось настоятельной необходимостью. Послевоенный период ознаменовался бурным развитием химической промышленности и большими успехами в создании новых фармацевтических препаратов — сначала стероидных гормонов и антибиотиков, а затем химиотерапевтических средств для лечения заболеваний нервной и сердечно-сосудистой системы. В настоящее время поиск новых лекарств ведется во всех основных областях органической химии, причем [c.398]

Модификация ФАВ в системе процессов органический синтез-биосинтез или биосинтез—органический синтез также включает, причем на нескольких стадиях, методы ТФХБТ. Специальной областью использования этих методов являются процессы физикохимической модификации ФАВ, например сорбционной иммобилизации, а также комплексообразования в растворе. Модифицированные таким образом ФАВ не подвергаются химическим превращениям, однако приобретают новые свойства, что позволяет осуществить стабилизацию ФАВ, придать им новые особенности, в частности превратить с помощью высокомолекулярных носителей в препараты пролонгированного действия или вещества, способные локализоваться в определенных органах человека или животных. [c.8]

К наиболее сложным из известных нам систем принадлежат живые организмы. Специальная литература последних лет содержит большое число примеров применения индикаторов для выяснення явлений обмена веществ в растении, в организме животного и человека и притом даже в тех случаях, когда явления связаны с отдельными органами, клетками, продуктами клеток, составными частями. клеток или активными веществами. В этой области уже сделаны открытия принципиального значения. Подобная методика, повидимому, может быть применена также для испытания и улучшения лекарственных средств и для создания новых, точных методов лечения. Этот метод в дальнейшем должен явиться хорошим средством выяснения хода сложных биохимических реакций и. тем самым, нахождения способов (путем подражания природе) синтеза любых органических соеди- [c.5]