Биологические примеры

Изложение наиболее трудных вопросов сопровождается разбором примеров и задач. При этом авторы не стремились иллюстрировать излагаемый материал исключительно биологическими примерами, хотя в ряде случаев такие примеры приводятся. По-видимому, важнее научить студентов пользоваться аппаратом физической химии на самых простых примерах, позволяющих лучше понять основы, необходимые для более подробного изучения отдельных вопросов в других курсах, а также для последующего самостоятельного углубленного знакомства с предметом в процессе выполнения исследовательской работы. [c.5]

В настоянием учебнике широко используются не только сведения из суш ествую-ш их университетских курсов по химии, физике, математике, физической химии для студентов-биологов, но и дается достаточно подробное изложение необходимого для понимания основ биофизики дополнительного материала, который не нашел своего отражения в соответствуюш их курсах. Рассмотрение этих вопросов основано на биологических примерах и приводится по ходу изложения основного материала учебника. [c.6]

Блюменфельд (см. [П61) на ряде биологических примеров (клетка, организм и т. д.) показал, что содержащаяся в объекте энтропия во много раз (на несколько порядков) превышает имеющуюсЯ В нем информацию. Разница еще больше в современных неживых информационных системах (например, в печатном тексте энтропия превышает информацию примерно в 10 раз). [c.269]

Аминокислоты и белки. Большое биологическое значение имеют аминокислоты — соединения со смешанными фунК циями, в которых, как в аминах, содержатся аминогруппы — N11 и одновременно, как в кислотах,— карбоксильные группы —СООН. В качестве примера можно привести простейшие аминоуксусную кислоту, или глицин, и аминопропионовую кислоту, или аланин. Строение других природных аминокислот этого типа можно выра-зить приведенной ниже общей формулой (где R — углеводородный радикал, который может содержать и различные функциональные группы) [c.497]

Одним из процессов, который получил большое применение, является фторирование. Оно широко используется в технологии редких элементов, в производстве синтетических материалов и биологически активных препаратов. Имеется много работ по изучению реакций кислот и оснований в безводном НР и других фторсодержащих растворителях. В ходе этих исследований было обнаружено большое число новых, весьма своеобразных соединений. В качестве примеров назовем некоторые из этих веществ. [c.286]

Одним из процессов, который получил огромное применение за последние десятилетия, является фторирование. Оно широко используется в технологии редких элементов, в производстве синтетических материалов и биологически активных препаратов. В процессе фторирования весьма трудной задачей является подбор растворителя для проведения этой реакции, поскольку фтор разрушающе действует на большинство веществ. Это обстоятельство вызвало появление значительного числа работ по изучению реакций кислот и оснований в безводном НР и других фторсодержащих растворителях. В этих исследованиях было обнаружено большое количество новых, весьма своеобразных соединений. В качестве примеров назовем некоторые из этих веществ. [c.255]

Предварительная биологическая обработка очищаемой жидкости в рассматриваемом примере необходима, поскольку при удалении из жидкости растворенных веществ неорганического происхождения, а именно катионов Са +, Ыа+ и др., а [c.63]

Цепные реакции являются очень распространенными. По цепному механизму, на-Рис. 165. Схема развет- пример, могут совершаться многие реак-вляю щихся цепей. ции окисления углеводородов, в частности — важные в техническом отношении реакции получения альдегидов, спиртов, кислот, кетонов, перекисей и др. Н. Н. Семеновым было показано, что многие особенности процессов сгорания горючего в цилиндрах моторов двигателей внутреннего сгорания обусловлены цепным механизмом процесса. Процессы полимеризации, играющие важную роль в образовании высокомолекулярных соединений, большей частью протекают по типу цепных реакций, (В. А. Каргин, С. С. Медведев и др.) Большую роль цепные реакции играют в биологических процессах. Хорошо известно, что и процессы деления атомных ядер в кинетическом отношении могут протекать по типу цепных реакций. [c.486]

Реликтовые углеводороды, как уже отмечалось, тесно связаны с исходными биологическими молекулами. Эта связь значительно облегчает исследование строения нефтяных углеводородов, так как гомологические серии имеют обычно характерные для исходных веществ черты строения, которые реализуются затем и в нефтяных производных. Этот принцип ранее был использован для определения строения изопреноидных соединений согласно различным биогенетическим схемам [7]. Некоторые примеры таких построений будут рассмотрены в главе 3. [c.10]

Для возбуждения спектров КР используют обычно излучение в видимой области. При этом спектры КР также находятся в видимой области, что позволяет использовать для их записи стеклянную оптику. Поскольку вода прозрачна для видимого света и очень слабо рассеивает его, она служит прекрасным растворителем для получения спектров КР- При этом доступны для исследования многие водные растворы, интересные с биологической точки зрения, для которых использование метода ИК-спектроскопии затруднительно или даже невозможно. Примером могут служить растворы а-химотрипсина и других ферментов, в спектрах КР котор были обнаружены полосы, характерные для ряда структурных элементов в этих молекулах. [c.222]

Хотя не существует аминокислот, производных анилина, в биологических системах можно найти примеры расположения экзо-циклических аминогрупп на гетероциклическом ароматическом кольце. Наиболее известны пурины (аденин и гуанин) и пиримидин (цитозин). Их свойства обсуждаются в гл. 3. [c.41]

Большинство химических реакций, в которых принимают участие фосфатные группы в биологической системе, это реакции либо присоединения (фосфорилирование), либо отщепления (гидролиз) фосфата. При биологическом фосфорилировании источником, или донором, фосфатной группы служит АТР, форма хранения энергии (более подробно см. разд. 3.4.1), причем эту реакцию катализирует фермент, называемый киназой. Как простой пример такой реакции приведем фосфорилирование сахара глюкозы [c.119]

Как уже указывалось, АТР выполняет роль хранилища биологической энергии, обеспечивая синтез ряда биохимически важных соединений. В качестве примера приводился синтез донора метильной группы 5-аденозилметионина из АТР и метионина [c.132]

Все эти примеры служат иллюстрацией пассивного, но стереоселективного переноса, когда органические модельные системы осуществляют асимметричное узнавание. Однако можно провести аналогию между этими результатами и процессом опосредованного переноса через биологические мембраны. Все липидные мембраны практически непроницаемы для внутриклеточных белков и высокозаряженных органических и неорганических ионов, находящихся с обеих сторон мембраны. Диффузия Na+ через клеточную мембрану из клетки и К+ в клетку происходит в направлении отрицательного градиента химического потенциала и называется пассивным переносом. Пассивный перенос ионов через мембраны может быть вызван ионофорами [см. разд. 5.1.3]. К счастью, концентрации катионов по обе стороны мембраны различные, и такое состояние поддерживается активным переносом, который зависит от метаболической энергии. Механизм этого процесса известен под названием натриевый насос, функция которого сводится к поддержанию высокой внутриклеточной концентрации К+ и низкой концентрации Na+. Кальций, по-внднмому, также активно выводится из клеток. В этих случаях энергия для переноса обеспечивается за счет гидролиза АТР. Однако диффузия сахаров и аминокислот к важнейшим клеточным объектам — пример простого опосредованного пассивного переноса. [c.282]

Железо функционирует как основной переносчик электронов в биологических реакциях окисления — восстановления [231]. Ионы железа, и Fe +, и Fe +, присутствуют в человеческом организме и, действуя как переносчики электронов, постоянно переходят из одного состояния окисления в другое. Это можно проиллюстрировать на примере цитохромов . Ионы железа также служат для транспорта и хранения молекулярного кислорода — функция, необходимая для жизнедеятельности всех позвоночных животных. В этой системе работает только Ре(П) [Fe(111)-гемоглобин не участвует в переносе кислорода]. Чтобы удовлетворить потребности метаболических процессов в кислороде, большинство животных имеет жидкость, циркулирующую по телу эта жидкость и переносит кислород, поглощая его из внешнего источника, в митохондрии тканей. Здесь он необходим для дыхательной цепи, чтобы обеспечивать окислительное фосфорилирование и производство АТР. Одиако растворимость кислорода в воде слишком низка для поддержания дыхания у живых существ. Поэтому в состав крови обычно входят белки, которые обратимо связывают кислород. Эти белковые молекулы способствуют проникновению кислорода в мышцы (ткани), а также могут служить хранилищем кислорода. [c.359]

Таким образом, расщепление жиров плесневыми грибками представляет собой один из прекрасных примеров, характеризующих значение 3-окисления в биологических процессах. [c.270]

Решение практической задачи повышения эффективности физико-химической очистки нефтесодержащих стоков является неотъемлемым требованием оптимизации функционирования комплекса промышленных водоочистных систем в целом. В большинстве случаев это позволит осуществить возврат в оборотные системы водоснабжения, либо, что немаловажно, снизить нагрузку на сооружения последующей, к примеру, биологической очистки и доочистки перед сбросом в водоем. Наиболее распространенным решением являются флотационные методы. Эксплуатируемые на [c.237]

Я был одним из тех, кому Аксельрод сообщил о своих ранних результатах с просьбой прислать стратегию для второго турнира. Я этого не сделал, но высказал другое предложение. Аксельрод уже начинал мыслить в терминах ЭСС, но я счел это столь важным, что написал ему, предложив связаться с У. Гамильтоном. Аксельрод не знал, что Г амильтон в это время работал в одном с ним университете, только в другом отделении. Он немедленно встретился с ним, и результатом последовавшего за этим сотрудничества оказалась блестящая статья, опубликованная в журнале S ien e в 1981 г. и завоевавшая премию Ньюкомба Кливленда Американской ассоциации содействия развитию науки. Помимо обсуждения некоторых восхитительно оторванных от жизни биологических примеров Итерированных Парадоксов заключенных, Аксельрод и Г амильтон дали, с моей точки зрения, должную оценку подходу в свете теории ЭСС. [c.165]

В зависимости от агрегатного состояния катализ.1тора и реагирующих веществ различают катализ гомогенный и гетерогенный. Примером гомогенного катализа является реакция окисл( ния СО (в газовой фазе в присутствии паров воды) кислородом, а также действие разнообразных ферментов в биологических процессах. Гетерогеннокаталитическими являются процессы синтеза аммиака (катализатор железо), окисления 50 до 50з (катализатор платина или оксид ванадия) и т, д. [c.206]

Можно утверждать, что без катализа вообще была бы невозможна жизнь. Достаточно сказать, что лежащий в основе жизнедеятельности процесс ассимиляции двуокиси углерода хлорофиллом растений является фотохимическим и каталитическим процессом. Простейшие органические вещества, полученные в результате ассимиляции, претерпевают затем ряд сложных превращений. В химические функции живых клеток входит разложение и синтез белка, жиров, углеводов, синтез различных, часто весьма сложных молекул. Таким образом, клетка является своеобразной и весьма совершенной химической лабораторией, а если учесть, что все эти процессы каталитические — лабораторией каталитической. Катализаторами биологических процессов являются особые вещества —ферменты. Если сравнивать известные нам неорганические катализаторы с ферментами, то прежде всего поражает колоссальная каталитическая активность последних. Так, 1 моль фермента алкогольдегидрогеназа в 1 сек при комнатной температуре превращает 720 моль спирта в уксусный альдегид, в то время как промышленные катализаторы того же процесса (в частности, мeдь)J при 200° С в 1 сек превращают не больше 0,1 — 1 моль на один грамм-атом катализатора. Или, например, 1 моль фермента каталазы при 0°С разлагает в одну секунду 200 000 моль перекиси водорода. Наиболее же активные неорганические катализаторы (платиновая чернь) при 20° С разлагают 10—80 моль перекиси в 1 сек на одном грамм-атоме катализатора. Приведенные примеры показывают, что природные биологические катализаторы во много раз превосходят по активности синтетические неорганические катализаторы. Высокая специфичность и направленность действия, а также способность перерабатывать огромное количество молекул субстрата за короткое время при температуре существования живого организма и позволяет ферментам в достаточном количестве давать необходимые для жизнедеятельности соединения или уничтожать накапливающиеся в процессе жизнедеятельности бесполезные, а иногда и вредные продукты. [c.274]

В КГ1Т0ПЫХ асимметрический атом углерода (оп в формуле помечем звездочкой) находится в центре тетраэдра. Нетрудно заметить, что эти модели невозможно совместить в пространстве они нот. строены зеркально и отображают пространственную конфигурацию молекул двух различных веществ (в данном примере молочных кислот), отличающихся некоторыми физическими, а главным образом, биологическими свойствами. Такая изомерия называется зеркальной стерео изомерией, а соответствующие изомеры— зеркальными изомерами. Различие в пространственном строении зеркальных изомеров может быть представлено и при помощи структурных формул, в которых показано различное расположение атомных групп при асимметрическом атоме например, для приведенных на рнс. 130 зеркальных изомеров молочной кислоты [c.462]

Что же приводится сторонниками гипотезы в подтверждение возможности скопления больших масс животного материала, могущего послужить источником образования нефти Прежде всего выдвигается так называемая теория барров Оксэниуса, который считает, что в прибрежных частях моря отдельные его части могут отшнуровываться от этого последнего, причем может произойти полная изоляция какого-нибудь залива, вследствие чего биологические условия этой части моря могут резко измениться, и населяющая его фауна в силу неприспособленности к новым условиям жизни должна погибнуть. Эта массовая гибель животных и может дать материал для образования нефти. В качестве примера подобного рода приводится залив Кара-Богаз-Гол, представляющий часть Каспийского моря, отделенную от него песчаной перемычкой. Он представляет собой как бы обширную чашу, в которой вследствие пустынного климата происходит чрезвычайно усиленное испарение воды и выпадение солей из сильно концентрированного рассола, достигающего степени насыщения. В осеннее и зимнее время во время штормов сюда волнением со стороны моря загоняются целые косяки рыбы. Попав в ненормальные условия, они здесь погибают в массовых количествах. Что это именно так и происходит, подтверждают разведочные работы при неглубоком бурении на дне залива среди донных отложений соли встречены просло11Ки, состоящие сплошь из погибшей рыбы.. [c.314]

Хлорид алюминия, А1С1з, играет роль катализатора в реакции алкили-рования бензола, в результате которой образуются его производные с алкильными боковыми цепями. Важным классом биологических катализаторов являются белковые молекулы, называемые ферментами. Эти молекулы имеют ла своей поверхности участки, называемые активными центрами, на которых осуществляется катализ. К активным центрам ферментов часто присоединяются атомы переходных металлов, которые становятся важными участниками катализа. Мы познакомимся с примером ферментативного катализа в разд. 21-10. [c.305]

Изобилие биосинтезир5 емых кислородсодержащих соединений может обеспечить накопление в нефти не только ее кислородных компонентов, но и огромной массы других веществ, включая углеводороды. Исключительное структурное сходство идентифицированных и наиболее распространенных в нефтях соединений ( биологических меток , реликтовых веществ) с веществами биологического происхождения справедливо считается главным признаком их генетической взаимосвязи и прослеживается на примере многих классов углеводородов и гетероатомных, особенно кислородсодержащих, компонентов нефти. [c.114]

Существует связь между химической структурой вещества и его токсическим действием. По правилу Ричардсона, которое применимо к веществам алифатического ряда и спиртам, сила наркотического действия возрастает с увеличением числа атомов углерода в молекуле, В качестве примера можно указать, что легкие бензины менее токсичны, чем тяжелые бутиловый, амиловый и другие высшие сиирты токсичнее, чем этиловый и проииловый. По правилу разветвленных цепей наркотическое действие ослабляется с разветвлением цепи углеродных молекул. Это наблюдается среди углеводородов, являющихся изомерами, имеющих различия в структуре (иа-иример, изогеитан менее ядовит, чем геитан). По правилу кратных связей биологическая активность веществ возрастает с увеличением числа ненасыщенных связей, т, е. с увеличением неиредельностн. Так, токсичность увеличивается, например, от этана (СНз—СНз) к этилену (СН2=СН2) и ацетилену (СН = СН), [c.42]

Изменение знака и дополнительный коэффициент в последнем члене уравнения (1,186) обеспечивают стехиометрию реакции, которая, следовательно, в этом случае дает у молей продукта на каждый моль израсходованного реагента. Конечно, если реактор не считать изотермическим, скорость реакции будет зависеть от трех параметров состояния (Т, Са, Св), и к уравнениям (1,18) нужно будет добавить третье уравнение типа (1,3). Пример такой модели можно найти в работе Лисрума, Джонсона и Лапидуса (1964 г.). Сабо и Дранову (1970 г.) при изучении неизотермических последовательных реакций также потребовалась система из трех уравнений. Большое количество изотермических систем сложной биологической природы описано Хиггинсом (1967 г.). [c.22]

Другим не менее важным фактором, от которого зависит степень, да и сама возможность биологического преобразования нефтей, являются палеотемпературы (а возможно, и современные температуры) нефтяных месторождений. В главе 1 уже отмечалось, что максимум нахождения парафинистых нефтей (типа A ) приходится па глубины 2000 м, что соответствует средней пластовой температуре 90° С. В то же время максимум концентраций нефтей типов А , Б и Б (т. е. нефтей, подвергшихся биодеградации) лежит значительно выше (в среднем 1200 м) и соответствует средней температуре 40° С. Эти наблюдения хорошо согласуются с данными работы Филинни [191, где на примерах нефтей различных нефтегазоносных бассейнов была найдена четкая связь между свойствами нефтей и температурой их залегания. Во всех случаях граница между парафинистыми и биологически измененными нефтями находилась в пределах 60—70° С, что, очевидно, связано с границей прекращения активной микробиологической деятельности, лежащей в пределах 50—60° С. [c.239]

А. Введение. Многие жидкости не описываются ньютоновским законом вязкости подобные материалы обычно объединяются под одним общим названием — неньютоновские жидкости. Примерами иеньютоновских жидкостей могут служить растворы и расплавы полимеров, краски, мыла, биологические жидкости, смазки, пасты и [c.165]

В химических науках функцией являются свойства веществ — физические, химические, биологические, а наиболее фундаментальным аргументом этой функции является структура молекулы. Фуикциональные зависимости такого типа принципиально невозможно обнаружить па примере какого-то одного соединения. Чтобы изучить или хотя бы обнару кить функциональную зависимость, падо проварьировать аргумент, т. е. обя.чательтю исследовать серию соединений с различной структурой. Изменения структуры при переходе от одного соединения к другому могут происходить, разумеется, только дискретно, скачками, причем влияние даже минимальных структурных изменений всегда в той или иной мере сказывается на всем комплексе свойств вещества. [c.33]

Рассмотрим практику использования разнообразных защитных групп иа примере синтеза биологически актив-Hoi o природного дитериепоида зоаиатеиола 177. [c.148]

С биологической точки зрения ангидрид — это структура с высокой энергией, т. е. это форма хранения потенциальной эиергин. (Понятие об высокоэнергетических структурах, а также основные представления о хи- мии ангидридов можно найти в гл. 3, посвящен- (—с—Зс—у—) ион биологическим функциям фосфора.) Любое соединение, представляющее собой ангидрид, обладает ДСшдр > > 29,3 кДлс/моль (7 ккал/моль). В качестве примеров можно привести уксусный ангидрид, ацетилфосфат, ацетилимидазол. [c.55]

Следовательно, путем электрофильного замещения можно получить ряд биологических аналогов пуринов и пиримидинов. Особенно следует отметить реакцию галогенирования, позволяющую получать интермедиаты, которые способны превращаться в другие нроизводпые. Ниже приведены некотерые примеры. [c.111]

ДЛЯ выполнения определенных биологических функций, многие мономерные нуклеотиды также играют важную биологическую роль. В качестве примеров приведем АТР и биологические регуляторные молекулы — циклические аденозин- и гуанозинмоно-фосфаты (сАМР и сОМР) (разд. 3.4.2). Помимо этого, многие фосфаты ненуклеозндной природы также важ-ны в биологическом отношении, например са- [c.119]

В число примеров препаратов ненуклеозидной природы, ингибирующих синтез ДНК путем связывания с двойной спиралью, входят акридины (например, профлавин) и различные антибиотики (например, митоцнн С, адриамицин, дау-номицин). Способность акридинов связываться с ДНК и РНК вызвало их использование в биологии в качестве биологических красителей этих молекул. Связывание осуществляется путем интеркаляции плоская кольцевая система про-флавина, например, интеркалирует (протискивается) между парами оснований двойной спирали, образующих стопочную структуру. Можно ожидать, что такой бутерброд из ДНК и связанных с ней молекул красителя изменит свою геометрическую структуру (удлинит двойную спираль), что и наблюдается в действительности. [c.152]

В опубликованных недавно книгах и обзорных статьях можно найти множество примеров ингибиторов, специфичных к активному центру [312, 313, 315]. Помимо химической модификации фермента и аффинного мечения за последние десять лет разработано еще несколько новых методов. Хотя эти методы и не имеют прямого отношения к бноорганнческому моделированию ферментов, о них все же следует упомянуть, так как в приложении к биологическим системам с их помощью можно получить полезную информацию, К ним относятся введение фотоаффинной метки [316] и использование флуоресцентной спектроскопической линейки [317]. Эти разработанные недавно методы включают в основном биофизические приемы, обсуждение которых выходит за рамки данной книги, но которые важны для лучшего понимания биологических процессов. Получаемая информация может быть ценным руководством к планированию и созданию новых биоорганических моделей биологически важных макромолекул. [c.450]

Сначала мы рассмотрим классификацию, номенклатуру и структуру моносахаридов, используя в качестве примера, главным образом, важнейишй в биологических процессах моносахарид - глюкозу. Далее познакомимся с дисахаридами и более сложными углеводами. [c.256]

Приведенные примеры показывают, что ВЭЖХ является эффективным методом при определении следовых количеств суперэкотоксикантов в природных матрицах. Почти во всех случаях предел их обнаружения составляет несколько пикофаммов, что удовлетворяет фебованиям, предъявляемым к методам определения этих соединений в объектах окружающей среды и мафицах биологического происхождения. [c.277]

Наиболее полно и совершенно все перечисленные факторы, обеспечивающие воздействие катализатора на субстраты, используются в биологических катализаторах — ферментах. В настоящее время в ре- ультате успен]пого развития рентгеноструктурного анализа белков установлена просгранственпая структура пееколькпх ферментов и из-веста детальная структура комплекса фермент — субстрат. В качестве примера па рис. 72 приведена схема взаимодействия фермента кар-боксипептидазы с субстратом. [c.260]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология