Энергия запасание

На рис. 21-21 показано строение молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), играющего ключевую роль в биохимическом процессе запасания энергии. Эта молекула построена из аденина (см. рис. 21-3), рибозы (моносахарид с пятью атомами углерода) и трех связанных в цепочку фосфатных групп. Концевая фосфатная группа в АТФ может гидролизоваться, или отщепляться, с присоединением к продуктам ионов ОН и Н от воды, в результате чего образуются ортофосфорная кислота и аденозиндифосфат (АДФ). Далее АДФ может снова разлагаться с образованием еще одной фосфатной группы и аденозинмонофосфата (АМФ). Наконец, отщепление последней фосфатной группы приводит к образованию аденозина. При отщеплении каждой из первых двух фосфатных групп высвобождается свободная энергия 30,5 кДж моль а при отщеплении третьей-только 8 кДж моль" Именно АТФ, а точнее его первая фосфатная связь (крайняя слева на рисунке) является главным местом запасания энергии в любой живой клетке. Каждый раз, когда молекула глюкозы биохимиче- [c.327]

Специалисты в области питания считают, что около 60% потребности человека в энергии должны обеспечиваться углеводами. Большая часть населения Земли получает углеводы из зерновых и бобовых культур, а также картофеля. Конкретные виды продуктов могут различаться. В развитых странах существенная часть углеводов поступает в человеческий организм вместе с фруктами и овощами. В мясе углеводов мало те, что имеются, содержатся в виде гликогена - вещества, используемого животными для запасания глюкозы впрок. Очень большую роль играет обычный сахар. В США, например, каждый житель в среднем потребляет в год до 40 кг сахара в составе напитков, хлеба, тортов и т. д. Два стакана кока-колы содержат девять чайных ложек сахара. [c.246]

При биологическом использовании глюкозы в качестве источника энергии ее сгорание протекает не в одну стадию. Разложение глюкозы представляет собой сложный процесс, включающий более 25 стадий. На многих из этих стадий высвобождаемая энергия запасается путем синтеза молекул АТФ. Анаэробная ферментация, или гликолиз, обеспечивает предварительное разложение глюкозы с образованием пировиноградной кислоты, а цикл лимонной кислоты завершает окисление углерода в СО2. Атомы водорода передаются молекулам-переносчикам, НАД и ФАД. Эти молекулы повторно окисляются в дыхательной цепи, где происходит дальнейшее запасание энергии путем синтеза новых молекул АТФ, а атомы водорода используются для восстановления О2 в Н2О. [c.338]

Запасание солнечной энергии [c.265]

Сколько молей АТФ синтезируется при расщеплении 1 моля глюкозы Сколько свободной энергии запасается при этом Сколько свободной энергии высвобождается при окислении глюкозы и каков коэффициент полезного действия при ее запасании с помощью АТФ [c.344]

Б.4. ЖИРОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ - ФОРМА ЗАПАСАНИЯ ЭНЕРГИИ В ОРГАНИЗМЕ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА [c.247]

Вероятно, гликолиз представляет собой живое ископаемое -реликтовый биохимический процесс, сохранившийся с тех времен, когда в земной атмосфере не было кислорода и одноклеточные организмы существовали за счет расщепления органических молекул, встречающихся в естественных условиях. Когда живые организмы приобрели большие размеры, стали сложнее и увеличили свои энергетические потребности, а в земной атмосфере появился кислород, произошло развитие более сложного биохимического процесса, требующего намного большего количества энергии и известного под названием цикла лимонной кислоты . Но прежде чем мы рассмотрим этот процесс, следует познакомиться с универсальным способом запасания химической энергии в любых живых организмах. [c.327]

Запасание энергии и молекулы, переносящие энергию [c.327]

Это приводит к запасанию 8 30,5 = 244 кДж моль свободной энергии. Ферменты, регулирующие все стадии этого процесса, обеспечивают использование выделяемой на каждой его стадии энергии для синтеза молекулы АТФ, вместо того чтобы эта энергия рассеивалась в форме теплоты. [c.328]

Что же заставило атмосферу измениться столь существенным образом По-видимому, перестройка явилась побочным следствием появления нового способа запасания энергии, фотосинтеза, который давал его обладателям огромное преимущество над простыми ферментативными поглотителями энергии. Организмы, в которых развилось это новое свойство, могли использовать энергию солнечного света для синтеза своих собственных энергоемких молекул и уже не зависеть от того, что находится среди их окружения. Они стали предшественниками всех зеленых растений. Сегодня все живые организмы можно подразделить по метаболизму на две категории те, которые способны изготовлять свою собственную пищу при помощи солнечного света, и те, которые не имеют такой возможности. Поскольку организмы второй категории существуют за счет поедаемых ими организмов первой категории, накопление энергии посредством фотосинтеза является источником движущей силы для всего живущего на земле. [c.334]

Каким образом дыхательная цепь связана с циклом лимонной кислоты Какие молекулы окисляются в дыхательной цепи Какие молекулы восстанавливаются на другом конце этой цепи Каким образом в дыхательной цепи происходит запасание энергии [c.344]

В биологии существование термодинамического сопряжения необходимо для обеспечения возможности использования живыми организмами энергии, выделяемой в реакциях клеточного метаболизма. Необратимые химические процессы в клетке являются причиной деградации энергии Гиббса системы в теплоту и приводят к диссипации (рассеянию) энергии. Однако наличие сопряжения таких химических процессов с реакциями ассими-дяции пищевых веществ в клетке частично предотвращает эти потери энергии и тем самым обеспечивает возможность развития или жизнедеятельности клетки и запасания энергии, выделенной в ходе самопроизвольных метаболических реакций, в форме химических связей И клеточных структур живого организма. При этом скорость общего изменения энтропии для сопряжен- [c.302]

Индивидуальное движение дислокаций возможно до достижения их плотности порядка 10 -Ю м [90]. Далее начинаются коллективные эффекты, связанные со стремлением образовывать энергетически выгодные конфигурации, запасанием энергии, переходящей впоследствии в энергию свободной поверхности [91]. [c.144]

Эта энергия расходуется организмом на выполнение полезной работы. В частности, энергия, выделяемая при окислении глюкозы, используется на осуществление реакций, требующих затраты энергии. Один из вариантов такого сочетания реакций схематически изображен на рис. 18.8. В рассматриваемом процессе важную роль играет адено-зинтрифосфат (АТФ)-очень энергоемкая молекула. Когда АТФ превращается в несколько менее энергоемкую молекулу аденозиндифосфата (АДФ), вьщеляется энергия, которая расходуется на осуществление других химических реакций. Вьщеляемая при окислении глюкозы энергия частично идет на превращение АДФ обратно в АТФ. Взаимные превращения АТФ-АДФ используются в организме как способ запасания энергии и ее высвобождения для проведения необходимых реакций. Сочетание реакций, когда свободная энергия, выделяемая в одной из реакций, расходуется на проведение другой реакции, происходит при обязательном участии катализаторов, роль которых выполняют ферменты. В гл. 25, посвященной биосфере, мы рассмотрим энергетические соотношения в живых системах более подробно. [c.192]

Нуклеиновые кислоты — это макромолекулы, построенные из большого числа нуклеотидов (от 80 до 10 ), линейно связанных друг с другом. Аденозинтрифосфат (АТФ) и аденозиндифосфат (АДФ) — нуклеотиды, играющие большую роль в процессах запасания и расходования энергии при биохимических процессах. Кроме того, большую роль в биохимических процессах играют крупные молекулы липидов, которые могут объединяться в более крупные агрегаты — мицеллы. [c.566]

Фотохимическое запасание энергии [c.265]

Вероятно, больший интерес с точки зрения запасания солнечной энергии представляют элементы, в которых происходит дающая продукты химическая реакция, а не элементы, генерирующие электрический ток. Если не сосредоточиваться на работе, которая может быть выполнена электронами, протекающими через внешнюю цепь, а вместо этого рассмотреть химичес- [c.279]

Разд. 8.9 запасание солнечно 1 энергии [c.293]

Разд. 8.9.1 фотохимическое запасание энергии [c.293]

Известно, что щелочногалоидные кристаллы обладают радиационной памятью, обусловленной запасанием энергии ионизирующей радиации на F-центрах. Эта память сочетается с удобством считывания информации о запасенной энергии простыми оптическими методами. Тем не менее способность массивных монокристаллов запасать энергию на. электронных центрах не используют, на практике в дозиметрических целях, поскольку а) накопление F-центров в широком диапазоне температур происходит по сложному закону б) для интервалов доз, при которых накопление происходит по линейному закону, наблюдается нелинейная зависимость скорости накопления от интенсивности радиации. Мелик-Гайказян и др. (1970 г.) показали, что оба недостатка макрокристаллов щелочногалоидных кристаллов отсутствуют у НК КВг, в связи с чем их можно использовать в качестве дозиметра. [c.501]

Жиры выполняют несколько биохимических функций, самая главная из которых — запасание энергии. Если организм получил больше пищи, чем ему требуется в настоящий момент, ее избыток превращается в жир и хранится до тех нор, пока последний не понадобится. Таким образом, животные могут переносить длительные зимовки, не получая пищу. Далее, соединения, весьма близкие к жирам, играют важную роль в поддержании структуры клеточной мембраны. [c.136]

В анаэробных условиях вместо Т. к. ц. функционируют его окислит, ветвь до 2-оксоглутарата (р-ции 1 -> 2 -> 3) и восстановительная-от оксалоацетата до сукцината (р-ции 8 -> 7 - 6). При зтом не происходит запасания большого кол-ва энергии и ф-ция цикла целиком определяется доставкой в-в для синтеза клеточного материала. [c.635]

После того как произойдет зарядка свинцового аккумулятора, его можно перезарядить, приложив к нему внеишее напряжение, которое превысит его собственную э. д. с., т. е. 2 В в расчете на каждый элемент батареи. Это приводит к обращению реакций, указанных в подписи к рис. 19-7, в результате чего сульфат свинца превращается в свинец и оксид свинца. Если бы по мере разрядки аккумулятора сульфат свинца осаждался на дно бака, обратная реакция оказалась бы невозможной. Однако этого не происходит сульфат свинца остается на свинцовой решетке, готовый к обратному превращению. Это и делает свинцовую аккумуляторную батарею удобным устройством для запасания электрической энергии в форме химической свободной энергии. [c.170]

На этой стадии высвобождается мало энергии. Ее главная цель заключается в превращении любой пищи в стандартный набор химических веществ и подготовке к более эффективным стадиям получения энергии. На второй стадии, называемой циклом лимонной кислоты, пировиноградная кислота окисляется до СО 2, а атомы водорода от пировиноградной кислоты переходят к молекулам-переносчикам НАД (никот инамидадениндинуклеотид) и ФАД (флавинадениндинуклеотид). На этой стадии тоже происходит запасание лишь очень небольшого количества свободной энергии в молекулах АТФ. Главной целью этой стадии является разделение большой свободной энергии (1142 кДж-моль ), заключенной в пировиноградной кислоте, на четыре меньшие и легче используемые части (приблизительно по 220 кДж моль ), которые содержатся в 4 молях восстановленных молекул, переносящих энергию. На третьей стадии процесса, называемой дыхательной цепью, происходит использование этих восстановленных молекул-переносчиков. Они повторно окисляются, а водородные атомы, полученные при окислении, используются для восстановления О2 в воду при этом происходит запасание выделившейся свободной энергии в синтезируемых молекулах АТФ. [c.326]

В переносе энергии принимают участие еще две другие молекулы, с которыми следует познакомиться, прежде чем перейти к рассмотрению цикла лимонной кислоты. Одной из них является никотинамидадениндину-клеотид (НАД), структура которого показана на рис. 21-22. Эла молекула напоминает АТФ, так как тоже содержит адениновую группу, рибозу и фосфатную группу. Однако важнейшей частью НАД является никотиновое кольцо, которое может попеременно восстанавливаться и окисляться. Эта молекула является окислительно-восстановительным переносчиком энергии. Когда какой-либо метаболит окисляется на одной из стадий цикла лимонной кислоты, окисленная форма никотинамидадениндннуклеоти-да, НАД , может присоединить два атома Н и восстановиться с образованием НАД Н и Н . Другим важным переносчиком энергии является флавинадениндинуклеотид (ФАД). который восстанавливается в ФАД Н2. Оба этих переносчика энергии питают последнюю производственную линию биохимической фабрики запасания энергии, завершающ ю окислительный цикл дыхательной цепи. Она представляет собой четырехстадийный процесс, в котором принимают участие ферменты-цитохромы и происходит повторное окисление восстановленных переносчиков энергии НАД Н и ФАД Н2. В этом процессе кислород восстанавливается до воды, а выделяющаяся энергия запасается в молекулах АТФ. Каждый раз, когда происходит повторное окисление восстановленной молекулы-переносчика энергии, выделяемая при этом окислении энергия запасается путем синтеза нескольких молекул АТФ. [c.328]

Куда переходят в конце концов атомы водорода, образуюидаеся в цикле лимонной кислоты Как происходит запасание энергии в этом процессе Сколько энергии запасается в расчете на каждые 2 моля атомов водорода [c.344]

Запасание и использование солнечного излучения зависит от наличия в растениях хлорофилла. На рис. 8.7 показана структурная формула наиболее широко распространенного хлорофилла о. Резонанс сопряженной системы приводит к оптическому поглощению в видимой области спектра на длинах волн, соответствующих максимальной солнечной интенсивности на уровне моря. В то же время свойственная порфнриновой структуре стабильность гарантирует, что поглощение излучения будет сопровождаться процессами переноса энергии или излучения, а не диссоциацией хлорофилла. Хлорофилл является особо эффективным сенсибилизатором благодаря способности поглощать энергию света и передавать ее от одной молекулы к другой до тех пор, пока не появятся условия, подходящие для сенсибилизируемой реакции. В органических растворах выход флуоресценции составляет примерно 0,3 (хотя в естественных условиях он значительно меньше), что является дополнительным свидетельством стабильности молекулы. [c.230]

Каталитические методы прямого преобразования солнечной энергии в энергию химических топлив рассматриваются в настоящее время как один из наиболее перспективных способов запасания солнечной энергии. На основе этих методов представляется в принципе воз.можным обеспечить общество будущего необходимыми ресурсами энергии и некоторы.ми ценными веществами для химической промышленности. Систематические исследовакия, направленные ьа со.чдание прямых способов преобразования солнечной энергии в химическую энергию топл ш, были начаты в пашей стране па инициативе акад. 11 Н. Семенова (см. ставшую классической его статью Об энергетике будущего в журнале 1-1аука и жизнь , 1972, № 10 п 11), который первым осознал реальность принципиального решения этой задачи при современном уровне развития науки и техники. [c.261]

Работа над термокаталитическими системами для преобразования солнечной энергии началась несколько позже, чем над фото-каталитическими системами. Однако к настоящему времени здесь уже получены существенные результаты. Так, теоретически показано, что наиболее перспективными для преобразования солнечной энергии являются процессы, протекающие в интервале температур 600—1000 С особенно большие надежды при этом возлагают на процесс каталитической углекислотпой или паровой конверсии метана в синтез-газ (смесь Н2 и СО). Основные проблемы в реализации высокого КПД запасания сконцентрированной солнечной энергии в этих процессах состоят в основном в создании специальных конструкций каталитических реакторов, способных обеспечить как необходимый уровень температур при их нагреве солнечным светом, так и передачу больших потоков тепловой энергии через стенку реактора к катализатору. [c.263]

Хорошо известно, что АТФ как богатый энергией фосфат используется во многих биохимических процессах. Запасание химической энергии следует из возможности гидролиза АТФ до АДФ и Н3РО4 (около 25 кДж/моль). Поскольку реакция (8.46) может происходить независимо от восстановления СО2 в анаэробных условиях, представляется возможным первоначальное развитие организмов в направлении использования ими света для запасания энергии, а не для синтеза новых органических соединений. Возникновение собственно фотосинтеза было, таким образом, более поздним эволюционным этапом. [c.230]

Будем и дальше рассуждать как химики. Органические соединения содержат углерод в более восстановленной форме, чем в СОа- В этом, в первую очередь, и заключается причина их энергоемкости в окислительной среде. Поэюму, оптимизируя решение по принципу наибольшей удельной емкости нашего аккумулятора, мы придем к наиболее восстановленным структурам — к предельным углеводородам. Вспомним, однако, что основная среда, согласно техническому заданию ,— вода, в которой предельные углеводороды практически нерастворимы. Таким образом, и конструирование их молекул на стадии запасания энергии, и их распад на стадии утилизации энергии неизбежно включали бы гетерогенные реакции. [c.138]

Общее запасание энергии солнечного излучения в виде продуктов Ф. составляет ок. 1,6 10 кДж в год, что примерно в 10 раз превышает совр. энергетич. потребление человечества. Примерно половина энергии солнечного излучения приходится на видимую область спектра (длина волны X. от 400 до 700 нм), к-рая используется для Ф. (физиологически активная радиация, или ФАР). ИК излучение не пригодно для Ф. кислородвьщеляющих организмов (высших растений и водорослей), но используется нж-рыми фотосиетезирующи-ми б ериями. [c.176]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология