Раздел II. Элементы физиологии растений. Ассимиляция растений
АССИМИЛЯЦИЯ — Большая Медицинская Энциклопедия
АССИМИЛЯЦИЯ в биологии (латинский assimilatio уподобление, отождествление) — процесс усвоения организмом веществ, поступающих в него из окружающей среды, в результате которого эти вещества становятся составной частью живых структур или откладываются в организме в виде запасов. Ассимиляция и диссимиляция обеспечивают непрерывное обновление органического вещества на протяжении всей жизни организма. Интенсивность ассимиляции и ее соотношение с диссимиляцией варьируют как у различных организмов, так и на протяжении жизни одной особи. Наиболее интенсивно ассимиляция происходит в периоды роста: у животных — в молодом возрасте, у растений — в течение вегетативного периода.
Ассимиляция у животных — см. Обмен веществ и энергии.
Ассимиляция у растений. В состав веществ, образующих биомассу растений и участвующих в процессах жизнедеятельности, входят многие химические элементы, прежде всего С, О, Η, N, Р, S, К, Mg, Са, и микроэлементы: Fe, Cu, Mo, Μη, В, Co, Zn и др. Растения усваивают их из окружающей среды в составе молекул неорганических или органических веществ, или в виде ионов минеральных солей, подвергают разнообразным превращениям и вовлекают их в процессы жизнедеятельности.
По способу ассимиляции основных элементов (прежде всего углерода) растения делят на две группы: гетеротрофные и аутотрофные (см. Аутотрофные организмы, Гетеротрофные организмы).
Гетеротрофные растения могут усваивать углерод только в составе органических веществ и получать энергию при частичном (брожение) или полном (дыхание) их окислении. Это большинство бактерий, грибов, лишенные хлорофилла высшие растения-паразиты.
Аутотрофные растения поглощают углерод в виде углекислого газа. В этом случае для полной ассимиляции углерода требуется его включение в состав молекул синтезируемых органических веществ с превращением в восстановленную форму. Для этого необходимы затраты энергий из внешних источников и специальные механизмы ее использования. Аутотрофные растения имеют такие механизмы. Гетеротрофы, не обладая такими механизмами, вынуждены питаться готовыми органическими соединениями, содержащими энергию, необходимую для жизнедеятельности.
Фотоаутотрофные зеленые растения осуществляют процесс синтеза органических соединений при помощи энергии света, поглощаемой зеленым пигментом — хлорофиллом (см. Фотосинтез). Сущность фотосинтеза заключается в восстановлении углерода углекислоты при помощи водорода, получаемого из воды. Первая стадия фотосинтеза — окисление воды при помощи энергии света. При этом кислород выделяется из воды, а обогащенные энергией электроны и протоны водорода используются для образования богатых энергией химических соединений (см. Високоэргические соединения). Находящаяся в них энергия участвует в последующих реакциях, протекающих в темноте. При этом на заключительной стадии осуществляется сложный восстановительный пентозофосфатный цикл (цикл Кальвина), в результате чего образуются, во-первых, конечные продукты фотосинтеза (углеводы) и, во-вторых, регенерирует акцептор CO2 — рибулезодифосфат. Продуктами фотосинтеза являются также органические кислоты, аминокислоты, белки, липиды и пигменты (в частности, хлорофилл). В разных условиях и при различных состояниях растений состав продуктов фотосинтеза меняется, что свидетельствует о его важной регуляторной роли в процессах жизнедеятельности.
Источником углерода для наземных растений служит углекислый газ атмосферного воздуха. Водные растения используют растворенный углекислый газ и карбонаты. В период интенсивного фотосинтеза и роста наземные растения на площади в 1 га могут ассимилировать в течение суток более 160 кг углерода, образуя при этом до 600—700 кг органических веществ и связывая около 800—1600 тысяч килокалорий энергии солнечного света. За период вегетации это составляет 2500 — 6000 кг углерода, 6000—15 000 кг органических веществ и 24—60 млн. килокалорий энергии. Зеленые растения земного шара ассимилируют ежегодно примерно 40 млрд. тони углерода, образуя около 100 млрд. тонн органических веществ, связывая примерно 400 X 1015 ккал энергии и выделяя в атмосферу 120 млрд. тонн кислорода.
Некоторые зеленые и пурпурные бактерии также усваивают углерод при помощи энергии света, но используют для восстановления углекислоты не воду, а сероводород, водород и другие соединения. При этом свободный кислород не выделяется. Такой способ ассимиляции углерода называется фоторедукцией.
Ряд незеленых микроорганизмов ассимилирует углерод и водород и образует органические вещества из углекислого газа и воды не за счет энергии света, а за счет энергии окисления органических (например, метана) или неорганических (например, h3S, Fe++, Н2 и др.) веществ. Такой способ ассимиляции углерода и синтеза органических веществ называется хемосинтезом.
Незеленые гетеротрофные растения (бактерии, грибы, паразиты из числа высших растений) усваивают углерод в форме готовых органических веществ, из которых наилучшим материалом являются сахара. Остальные безазотистые вещества, по-видимому, тем более пригодны для питания определенного микроорганизма, чем легче они могут быть превращены в простые сахара. Так, для плесневых грибов особенно благоприятны многоатомные спирты и оксикислоты, причем вещества с прямой углеродной цепью перерабатываются легче их изомеров с разветвленной цепью.
Вещества, лишенные окисленных атомов углерода (углеводороды), для большинства организмов плохой или вообще непригодный питательный материал. Однако ряд микроорганизмов способен использовать и эти соединения. На этом основано промышленное получение кормовой и пищевой белковой биомассы в результате произрастания культуры микроорганизмов на некоторых фракциях переработки нефти и природных горючих газов. При ассимиляции углерода в виде готовых органических веществ гетеротрофные организмы обычно большую их часть подвергают полному окислению, черпая из этого нужную им энергию. Поэтому жизнедеятельность гетеротрофных организмов связана с убылью общих запасов органических веществ. Для поддержания жизни на Земле необходимо систематическое пополнение этих запасов, что и осуществляют аутотрофные организмы.
Важное значение в жизнедеятельности растений имеет ассимиляция азота. Высшие растения усваивают азот в основном в виде ионов NO3 или Nh5+ и частично в составе органических соединений. Азот, усваиваемый в виде Nh5+, вступает в реакцию с кетокислотами, образуя аминогруппы аминокислот (см. Азотистый обмен, Аминокислоты). Азот в виде NO3 подвергается восстановлению. Образовавшийся при этом гидроксил амин, реагируя с кетокислотами, аминирует их с образованием аминокислот; последние включаются в состав белков. Некоторые низшие организмы способны ассимилировать молекулярный азот из воздуха, предварительно фиксируя его и переводя в состав органических соединений (клубеньковые бактерии, свободноживущие азотфиксирующие бактерии и некоторые сине-зеленые водоросли). Связанный таким образом азот либо непосредственно, либо после ряда превращений (минерализация) становится доступным для высших растений (см. Азот, круговорот азота в природе).
Сера усваивается высшими растениями в окисленном состоянии в виде анионов SO4-, но подвергается восстановлению и вводится в ряд органических соединений в виде дисульфидных (—S—S—) или сульфгидрильных (—S—Н) групп. Такие соединения играют важную роль в окислительно-восстановительных реакциях.
Фосфор ассимилируется в виде солей ортофосфорной кислоты и входит в состав ряда сложных белков, фосфолипидов, нуклеиновых кислот и др. Образуя фосфорные эфиры с рядом органических соединений, фосфорная кислота играет исключительно важную роль в обмене и превращении веществ: активирует их (например, углеводы), обеспечивает перенос энергии с дыхательного цикла на осуществление биосинтезов и других жизненных процессов.
Калий, кальций, магний усваиваются в виде ионов солей и выполняют самые разнообразные функции: входят в состав некоторых важных соединений (например, Mg — в состав хлорофиллов или некоторых ферментов), играют роль специфических катализаторов некоторых процессов, поддерживают определенный режим внутриклеточной среды и состояние биоколлоидов и мембран, нейтрализуют некоторые органические кислоты (например, щавелевую кислоту) и т. д.
См. также Диссимиляция.
Библиография: Кондратьева E. Н. Фотосинтезирующие бактерии, М., 1963, библиогр.; Кретович В. Л. Основы биохимии растений, М., 1971; М и ш у с-тин E. Н. и Шильникова В. К. Биологическая фиксация атмосферного азота, М., 1968; Ничипорович А. А. Световое и углеродное питание растений — фотосинтез, М., 1955; Прянишников Д. Н. Азот в жизни растений и в земледелии СССР, М.— Л., 1945; Рабинович Е. Фотосинтез, пер. с англ., т. 1—3, М., 1951—1959.
А. А. Ничипорович.
xn--90aw5c.xn--c1avg
Ассимиляция в биологии – это что такое? Примеры ассимиляции и диссимиляции в природе
Ассимиляция в биологии – это процесс, который играет важную роль в пищеварительной системе живого организма. Что же это такое? Допустим, вы сегодня съели еду, чтобы получить определенную энергию. Но вы когда-нибудь задумывались о том, как пища попадает из тарелки в клетки? После того как вы что-то съели, ваш организм начинает расщеплять пищу во время пищеварения, поглощает питательные вещества и распределяет их по клеткам во время ассимиляции, где они используются для роста и восстановления.
Что происходит после еды?
Чтобы понять, что такое усвоение пищи и ассимиляция в биологии, давайте сначала посмотрим, как мы перевариваем обычную еду. Возьмем такой пример, как чизбургер. Во время жевания происходит вымачивание, измельчение и превращение еды в болюс, который затем перемещается через пищевод в желудок, где уже сильные кислоты и ферменты разбивают его на части.
Углеводы и белки (булочка и мясо) начинают перевариваться раньше всех. Далее в тонком кишечнике жиры (сыр) начинают разрушаться до их отдельных компонентов, называемых жирными кислотами. На данный момент переваривание чизбургера завершено. Теперь пришло время, чтобы усвоить питательные вещества, поступившие в ваш организм.
Усвоение питательных веществ
Усвоение питательных веществ осуществляется в тонком кишечнике, который снабжен мелкими выступами, которые называются микроворсинками. Эти важные клетки принимают питательные вещества из кишечника и перекачивают его в кровь, которая доставляет их к телу. Чтобы понять этот процесс, давайте посмотрим на то, как конкретно усваиваются углеводы.
К тому времени, как углеводы, содержащиеся в булочке гамбургера, достигают тонкого кишечника, они разбиваются на сахар, известный как глюкоза. Микроворсинки содержат небольшие насосы, которые высасывают ее из просвета кишечника, и перемещают в его эпителиальные клетки. Однако, чтобы сахар поступил к остальной части тела, он должен войти в поток крови. Другая сторона кишечных эпителиальных клеток имеет еще один насос, который направляет глюкозу в кровеносные сосуды, которые окружают кишечник.
Слишком много глюкозы в крови может вызвать серьезные проблемы, поэтому часть ее доставляется в печень для хранения. Клетки этого жизненно важного органа хранят избыток сахара в виде гликогена. Оттуда глюкоза доставляется ко всем клеткам в организме, которые используют ее для создания клеточной энергии, или АТФ, необходимой для удовлетворения всех потребностей клеток и организма в целом. Питательные вещества – это не единственное, что необходимо для того, чтобы тело продолжало оставаться здоровым. Очень важным является достаточное употребление воды.
Ассимиляция в биологии – это что?
Биологическое усвоение представляет собой сочетание двух процессов, во время которых в клетки поставляются питательные вещества. Первый включает в себя поглощение витаминов, минералов и других химических веществ из пищи. В организме человека это делается с помощью физического (пероральное жевание и желудочное вспенивание) и химического распада (ферментов и кислот). Второй процесс, который называется биоассимиляцией, является химическим изменением веществ в крови, печени или клеточных выделениях.
Ассимиляция и диссимиляция в биологии
Диссимиляцией в биологии называют процесс распада органических соединений (белков, жиров, углеводов и т. д.) на простые вещества. Единство ассимиляции и диссимиляции обеспечивает обмен вещества и энергии, которая является краеугольным камнем жизнедеятельности и обеспечивает непрерывность обновления органического вещества в течение всего жизненного цикла организма.
Диссимиляция в растительных и животных организмах
Диссимиляция в растениях занимает центральное место в метаболизме целого ряда процессов, в том числе дыхания и гликолиза. Высвобождение энергии и используемый результат этих процессов необходим для существования жизненно важных признаков. Среди конечных продуктов диссимиляции лидирующие позиции занимают вода, газообразный диоксид углерода и аммиак.
Если у животных эти продукты в процессе накопления выделяются снаружи, то у растений углекислый газ (не в полной мере) и аммиак применяются для биосинтеза органики и являются исходным материалом для усвоения. Интенсивность процессов диссимиляции у растений изменяется в зависимости от стадии онтогенеза организма и зависит от некоторых других факторов.
Примеры биологической ассимиляции
Основным источником энергии для всего живого на планете является солнечное излучение. Все организмы, обитающие на Земле, могут быть разделены на автотрофные и гетеротрофные. Первая группа – это преимущественно зеленые растения, способные преобразовывать лучистую энергию от солнца и путем фотосинтеза получать органические соединения из неорганических веществ.
Остальные живые организмы, не считая некоторых микроорганизмов, способных получать энергию с помощью средств от химических реакций, усваивают уже сформированное органическое вещество и используют его в качестве источника энергии или в качестве структурного материала для создания органов. Время, когда происходит самая активная и интенсивная ассимиляция в биологии, – это молодой возраст у животных и вегетационный период у растений.
Метаболизм: единство двух процессов
Метаболизм представляет собой единство двух процессов: ассимиляции и диссимиляции. Усвоение является суммой всех процессов создания живой материи: поглощение клеткой веществ, поступающих в организм из окружающей среды, формирование более сложных химических соединений из более простых и так далее. Ассимиляция в биологии – это процесс, в котором клетки, использующие различные материалы, превращаются в живую материю. Диссимиляция – это разрушение живой материи, распад, расщепление веществ в клеточных структурах, в частности в белковых соединениях. Ассимиляция (примеры в природе – это фотосинтез, фиксация азота из почвы, поглощение питательных веществ при пищеварении) и диссимиляция неразрывно связаны между собой. Усвоение сопровождается увеличением процессов разрушения, которые, в свою очередь, подготавливают почву для ассимиляции.
fb.ru
Ассимиляция
АССИМИЛЯЦИЯ
АССИМИЛЯЦИЯ (латинское assimilatio — уподобление) — процесс усвоения (уподобления себе) организмом веществ, поступающих в него из внешней среды.
Ассимиляция составляет одну из сторон присущего организмам обмена веществ — свойства, отличающего их от неживых тел.
Другую сторону обмена веществ представляет диссимиляция, т. е. распад веществ, из которых состоит организм.
Каждый организм ассимилирует из многообразных веществ внешней среды лишь те вещества, которые необходимы для его жизнедеятельности; он перерабатывает их на свой лад, вследствие чего создаются и поддерживаются различия в свойствах отдельных организмов и их органов, несмотря на сходный часто состав внешней среды, в которой живут эти организмы.
Процессы ассимиляции лежат в основе жизненных явлений; на процессе ассимиляции основывается и рост организма, связанный с преобладанием ассимиляции над диссимиляцией; с ассимиляцией связаны и явления размножения.
Различные группы живых существ используют в процессе ассимиляции неодинаковые по сложности строения вещества.
Так называемые автотрофные организмы (от греческого autós — сам и trophe — питание), к которым относятся почти все растения и некоторые виды бактерий, способны в процессе ассимиляции строить (синтезировать) все входящие в их состав сложные органические вещества (углеводы, белки, жиры) исключительно из окружающих их неорганических веществ.
Так, зеленые растения синтезируют углеводы из углекислоты и воды; этот процесс осуществляется у них с помощью световой энергии (фотосинтез), существенную роль при этом играет зеленый пигмент растений — хлорофилл; некоторые автотрофные бактерии для построения углеводов из углекислоты и воды используют энергию химических реакций, например, окисление серы и других веществ.
Синтез белков растения осуществляют, используя синтезированные ими углеводы и соли азотной кислоты, поступающие в них из почвы; для синтеза белка отдельные виды микроорганизмов утилизируют соли аммония, некоторые почвенные бактерии ассимилируют азот воздуха. Синтез жиров в растениях осуществляется за счет накопленных ими углеводов.
Другая группа живых существ — так называемые гетеротрофные организмы (от греческого heteros — другой и trophe — питание), к которым принадлежат все животные организмы, в том числе человек, не способны сами к построению органических веществ из неорганических и ассимилируют для построения своих составных частей уже готовые сложные органические соединения (белки, жиры и углеводы), синтезируемые автотрофными организмами.
Синтезу необходимых для гетеротрофных организмов органических веществ предшествует сложный процесс переработки веществ, входящих в состав тела животных и растений, которыми гетеротрофные организмы питаются.
Для того чтобы ассимилировать эти вещества, т. е. уподобить их веществам, из которых построен гетеротрофный организм, необходимо пищу разложить на составные элементы (например, белковые вещества на аминокислоты, жиры — на глицерин и жирные кислоты, сложные углеводы — на простые), а затем использовать их для синтеза.
Процесс разложения пищевых веществ происходит в органах пищеварения, откуда образовавшиеся простые вещества всасываются в кровь или тканевые жидкости, а потом поступают непосредственно в клетки.
Процесс синтеза происходит в клетках, состав которых непрерывно обновляется в процессе жизнедеятельности. С прекращением ассимиляции прекращается вся жизнедеятельность организма.
encemedic.liferus.ru
Ассимиляция растениями - Справочник химика 21
В растениях целлюлоза, очевидно, и образуется путем поли-конденсации большого числа молекул глюкозы, возникающих в процессе ассимиляции растениями углекислоты. [c.79]
МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ. Поглощение и усвоение (ассимиляция) растениями необходимых им элементов (К, Р, 8, К, Mg, Са, Ре, Мп, Си, Ъм, Мо, В, Ка) и других элементов (напр. С1, 81, А1, Со, I, Вг), а также передвижение в растениях элементов и вторичное их использование (реутилизации). [c.183]
Глюкоза, как мы видели выше, является одним из первых продуктов ассимиляции растением углекислоты и играет исключительную роль в биологических процессах. [c.285]
Эффективность подкормок азотнокислым аммонием зависит от дозы, а также от того, было ли внесено основное удобрение и в какую фазу развития растений дана подкормка. Внесение нитрата аммония в основное удобрение, особенно в повышенных количествах, может ослабить действие подкормок. Исключительно важное значение имеют сроки применения азота в подкормку. Ранняя подкормка является часто решающей для получения высоких урожаев. Внесение в почву в легкоусвояемой форме необходимых для растений элементов пищи рано весной, когда почва обеспечена влагой, оказывает влияние на все последующее развитие растительного организма. Сформировав корневую систему и органы ассимиляции, растения приобретают способность поглощать значительные количества питательных веществ из почвы и использовать их на создание высокого урожая. Что касается оптимальной нормы азота для подкормок, то выбор ее зависит от вида культуры, плодородия почвы, удобрения предшественника. Средней дозой азота, обеспечивающей высокие прибавки урожая зерна, принято считать [c.189]
При усвоении (ассимиляции) растениями двуокиси углерода образуются высшие полисахариды, от процесс суммарно выражается уравнением [c.7]
Одновременно развивается направление, ставящее своей целью изучение роли комплексов в минеральном питании растений. Доказано, что фиксация атмосферного азота, ассимиляция растениями углекислого газа, усвоение микроэлементов происходят с участием комплексообразования. [c.238]
В растениях целлюлоза образуется, вероятно, посредством поликонденсации большого числа молекул глюкозы или иных продуктов углеводного характера, возникающих в результате сложного и до конца не выясненного процесса ассимиляции растениями углекислоты. [c.433]
Р и X а р д В ил ьштеттер (1872—М42), родился в Карлсруэ, ученик Байера, был профессором общей химии в Цюрихском политехникуме (с 1905 г.), затем директором Института императора Вильгельма в Берлин-Далеме (с 1915 г.) и, наконец, преемником Байера в Мюнхене (в 1916 г.). В 1925 г. Вильштеттер оставил преподавание он умер в Швейцарии (Локарно-Музальто), куда перебрался вследствие расистских законов нацизма. Научная деятельность Вильштеттера поистине грандиозна в ней можно выделить пять направлений 1) синтезы и исследования в группе тро-пана 2) изучение ассимиляции растениями угольного ангидрида 3) исследования хлорофилла 4) исследования антоцианов 5) исследования энзимов. [c.370]
К спиртам ряда С Н2д ОН относится фитол, спирт состава aoHggOH, полученный Вильштеттером из хлорофилла, зеленого вещества, содержащегося в листьях, способствующего ассимиляции растениями угольной кислоты. Он представляет густую жидкость, кипящую при 145° и 0,03 мм. На основании ародуктов, полученных при окислении, строение его выражают формулой [c.144]
Как уже было указано, содержание СО2 в воздухе составляет 0,03 об.% ил 0,047 вес.%. С другой стороны, зная вес воздуха (стр. 398), можно легко вычислить общий вес двуокиси углерода в нем (2,5-101Б кг). Это количество является небольшим по сравнению с количеством двуокиси углерода, ассимилированным наземными и морскими растениями. Хотя количество ассимилируемой двуокиси углерода не может быть определено точно, согласно некоторым приближенным оценкам, оно составляет не меньше 5-1013 ежегодно. Таким образом, запаса двуокиси углерода в атмосфере хватило бы только на 50 лет, если бы он не возобновлялся. Каким бы приближенным ни был этот расчет, очевидно, что запас двуокиси углерода невелик. Следовательно, необходимо допустить, что баланс расхода и образования двуокиси углерода устанавливается за короткий срок, так как примерно 100 лет, на протяжении которых проводились более точные анализы воздуха, не наблюдалось заметных колебаний средней концентрации СО2 в воздухе. Основным источником увеличения концентрации СОг в атмосфере является гниение растений, затем идет дыхательный процесс животных. В результате этих процессов почти весь углерод пищи превращается в СО2. Для того чтобы иметь представление об этих количествах, произведем расчет количества СО2, выделяемой человеком. Человек в состоянии покоя выдыхает примерно 4 см СО2 на 1 кг веса в 1 мин следовательно, человек, вес которого равен 70 кг, выдыхает примерно 800 г СО2 в сутки, а З-Ю человек на Земле производят всего примерно 8,7-10ЧА г СО2 в год. Это количество представляет около 1,7% указанного выше ежегодного рас-хода на ассимиляцию растениями. Менее важны количества СО2, выделяющейся при гниении мертвых животных. [c.488]
Первый из этих процессов в небольшой степени компенсируется за счет добычи и сжигания угля и нефти. Годовая добыча угля и нефти составляет примерно 4,5- кг. В них содержится 85% (3,8-1012 кг) углерода, при горении которого образуется 1,4-101 кг СОг. Примерно 30% этого количества СОг ежегодно потребляется при ассимиляции растениями. Второй процесс необратимого исчезновения двуокиси углерода из атмосферы (минерализация) также компенсируется в небольшой степени за счет двуокиси углерода вулканического происхождения. Таким образом, баланс двуокиси углерода в природе аефицитен на долгий срок. [c.489]
Таким образом, ассимиляция растением аммиака возможна лишь в условиях, обеспечивающих бесперебойный синтез амидов (аспарагина и глютамина), который осуществляется в живой ткани при участии соответствующих ферментов — аспарагиназы и глютаминазы. [c.449]
Основные иссд[едования К, А. Тимирязева по физиологии растений гюсвящены процессу фотосинтеза. Для проведения опытов он сконструировал, ряд ор[[гииад[ЬНых приборов. К. А. Тимирязев установил зависимость фотосинтеза от интенсивности света и его спектрального состава, показал, что ассимиляция растениями углерода из углекислого газа воздуха происходит за счет энергии Солнечного света, главным образом красных и синих д[учей, поглощаемых хлорофиллом. [c.9]
chem21.info
Углерод, ассимиляция растениями - Справочник химика 21
Органические вещества, синтезированные в растениях в результате эндотермических реакций, содержат большую часть поглощенной солнечной энергии. Эти вещества используются частично растениями и животными, благодаря чему углерод, ассимилированный растениями, возвращается в виде СО2. В этих биологических процессах освобождается вся энергия, поглощенная при первоначальной ассимиляции диоксида углерода. Следовательно, в природе происходят, с одной стороны, биологический круговорот углерода, начиная с неорганической [c.14]
Ржавление железа, полимеризация высыхающих масел, выветривание угля, старение каучука и резины, прогоркание жиров и масел, обмен веществ у бактерий, дыхание животных, ассимиляция двуокиси углерода зелеными растениями, окислительные процессы при усвоении пищи, холоднопламенное горение, [c.267]
Кетопентозы. Ъ-Рибулоза — эпимер D-рибозы играет важную роль в ассимиляции двуокиси углерода зелеными растениями и, по всей вероятности, в аэробном распаде углеводов. [c.241]
Фотосинтезы углеводов в растениях. Ассимиляция двуокиси углерода зелеными растениями под влиянием света является единственной реакцией в природе, за счет которой органические вещества образуются из неорганического материала, и, следовательно, опа является источником всего органического на земном шаре. [c.259]
Согласно одной из старых теорий (А. Байер, 1870 г.), первичным продуктом ассимиляции двуокиси углерода в растениях является формальдегид, в результате полимеризации которого образуется глюкоза, а из последней — крахмал. В результате новых исследований установлено, что формальдегид не возникает в качестве промежуточного продукта в этом синтезе. Таким образом, не существует какой-либо аналогии между описанными выше синтезами и фотосинтезом в растениях. Последний можно изобразить следующим стехиометрическим уравнением [c.260]
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 ферментов. 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, медь) 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 О °С разлагает в одну секунду 200 ООО 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.258]
При усвоении (ассимиляции) растениями двуокиси углерода образуются высшие полисахариды, от процесс суммарно выражается уравнением [c.7]
Многие вещества при обыкновенной температуре и атмосферном давлении термодинамически неустойчивы по сравнению с входящими в их состав простыми веществами. Во многих химических реакциях образуются не наиболее термодинамически устойчивые молекулы, а другие, менее устойчивые (метастабильные, лабильные) молекулы, однако они достаточно устойчивы, чтобы существовать длительное время и принимать участие в других реакциях. Вследствие инертности их молекул такие вещества на первый взгляд не отвечают условиям устойчивости, устанавливаемым законами термодинамики, и определяются законами химической кинетики. Наконец, существуют реакции, протекающие в направлении, противоположном направлению установления равновесия, под влиянием некоторых внешних воздействий. Примером является ассимиляция двуокиси углерода зелеными растениями при действии света (см. стр. 196). Изучение подобных реакций также относится к области химической кинетики. [c.267]
Ряд работ Буссенго по физиологии растений был связан с вопросами ассимиляции углерода листьями растений. Буссенго установил, что источником углерода служит рассеянная в природе углекислота, и провел многочисленные исследования по выявлению отношения между объемами разложенной углекислоты и образовавшегося кислорода, росту растений в темноте, влиянию внешних условий на ассимиляцию углерода листьями и т. д. [c.47]
Уже давно высказывались предположения, что в процессе ассимиляции углерода зелеными растениями происходит восстановление углекислоты, причем образуется простейший альдегид [c.138]
Крахмал является одним из продуктов ассимиляции углерода зелеными растениями и служит для них пищевым резервом. Крахмал скопляется главным образом в клубнях и семенах, но находится И в других частях растения. [c.403]
Фотохимические реакции весьма распространены. Достаточно указать на так называемую реакцию фотосинтеза, протекающую в растениях при участии зеленого пигмента — хлорофилла — при поглощении солнечной радиации. Фотосинтез сводится к ассимиляции оксида углерода (IV) с образованием углеводов и выделением кислорода. Это многостадийный процесс, суммарное уравнение которого можно записать в виде [c.269]
Крахмал (СвН Оэ) . Крахмал — широко распространенный в природе полисахарид, образующийся в растениях как конечный продукт ассимиляции ими двуокиси углерода из воздуха под влиянием [c.259]
Биологическое значение кислорода трудно переоценить. Только немногие низшие живые организмы (дрожжи, некоторые бактерии), называемые анаэробными, могут существовать при отсутствии кнсло-рода. Теплокровные животные погибают без кислорода в течение нескольких минут. Как животные, так и растения при дыхании поглощают атмосферный кислород, а выделяют оксид углерода (IV). Но у зеленых растений на свету происходит и обратный процесс — ассимиляция, при котором поглощается оксид углерода (IV), а выделяется кислород. В результате круговорота кислорода поддерживается постоянное содержание его в воздухе. Разумеется, круговорот кислорода в природе тесно связан с круговоротом углерода (см. схему) [c.375]
В 1870 г. Байер, основываясь на опытах Бутлерова, получившего первое сахаристое вещество уплотнением формальдегида, высказал предположение, что муравьиный альдегид является первым продуктом ассимиляции углерода растениями [c.206]
В 1870 г. Байер высказал предположение о том, что ассимиляция углерода зелеными частями растений протекает через промежуточное образование форм альдегида, который далее полимеризуется в сахаристые вещества. [c.555]
Зеленые растения поглощают из воздуха диоксид углерода и выделяют кислород (ассимиляция диоксида углерода растениями). Прямо или косвенно все вещества, содержащиеся в растениях, образуются из ассимилированного диоксида углерода. [c.14]
Углеводы образуются в растениях в ходе фотосинтеза, благодаря ассимиляции хлорофиллом, под действием солнечных лучей, углекислого газа, содержащегося в воздухе, а образующийся при этом кислород выделяется в атмосферу. Углеводы являются первыми органическими веществами в кругообороте углерода в природе. [c.41]
Байер впервые предположил (1870), что в процессе фотосинтеза в растениях на первой фазе образуется муравьиный альдегид, и первую стадию ассимиляции двуокиси углерода и воды выразил уравнением [c.295]
Химическое действие света не только благоприятствует реакциям присоединения, окисления и восстановления, замещения, изомеризации, полимеризации и расщепления, но ведет даже к особого рода синтезу. Важность этой темы оправдывает, пусть даже беглый, обзор полученных результатов . Одними из первых наблюдений химического действия света, не считая, естественно, процесса ассимиляции угольной кислоты растениями, были наблюдения Дж. Дэви (1812) над образованием фосгена, или хлорокиси углерода, из окиси углерода и хлора [c.384]
Основные научные работы посвящены изучению химизма ассимиляции углерода зелеными растениями, проблеме окислительных процессов в живой клетке, учению о ферментах. Дал (1893) объяснение химизма процесса ассимиляции углекислого газа хлорофильиыми растениями с образованием сахара, согласно которому в основе этого процесса лежит сопряженная окис-лительно-восстановительная реакция, происходящая за счет элементов воды. Показал, что источником выделяющегося при ассимиляции молекулярного кислорода являет- [c.41]
Основные научные работы посвящены изучению механизма фотосинтеза. Показал (1941), что первичный процесс фотосинтеза заключается в фотолизе молекулы воды, в результате чего образуются кислород, выделяющийся в атмосферу, и водород, идущий на восстановление двуокиси углерода. Используя радиоактивный изотоп углерод-14 в качестве метки и метод хроматографии на бумаге, установил последовательность фо-тосинтетического цикла (цикла Кэлвина) ассимиляция двуокиси углерода зеленььми растениями — превращение его в органические вещества — последующее восстановление. Создал (1956) схему полного пути углерода при фотосинтезе, ставшую классической. Предложил модель превращения световой энергии в химическую. Показал, что превращения фосфата пентозы играют большую роль в жизнедеятельности не только растений, но и животных. Изучал вопрос о происхождении и развитии жизни на Земле. [c.279]
Крупнейший ученый-биохимик и революционный деятель. Академик. Герой Социалистического Труда. Лауреат премии им. В. И. Ленина и Государственной премии СССР. В 1918 г. организовал Центральную химическую лабораторию при ВСНХ, преобразованную затем в Физико-химический институт им. л. я. Карпова, директором которого был до конца жизни. В 1935 г. организовал совместно с известным биохимиком (впоследствии академиком) Л. И. Опариным Институт биохимии АН СССР. Президент Всесоюзного хи.мического общества им. Д. И. Менделеева (1935— 1946 гг.). Основные труды посвящены важнейшим проблемам биохимии химизму ассимиляции углерода зелеными растениями проблеме окислительных процессов, происходящих в живой клетке учению о фер.ментах [c.138]
Эта первая книга нового типа но питанию растений содержала тщательные анализы газов, гумуса и золы. Измерения Соссюра окончательно доказали правильность учения Ингенхуза о воздушном питании и показали, какие элементы добываются растением из почвы. Они подтвердили догадку Сенебье, что растения довольствуются питанием за счет малого количества двуокиси углерода, постоянно присутствующей в воздухе, и что это единственный источник их углеродного фонда . Соссюр первый сопоставил количества поглощенного углекислого газа и выделяемого кислорода. Наконец, и это самое главное, он показал, что возрастание сухого веса, вызванное ассимиляцией определенного количества двуокиси углерода, значительно больше веса содержащегося в ней углерода так как в воздух выделяется такое количество кислорода, которое эквивалентно кислороду, содержащемуся в усвоенной углекислоте, то большая прибавка в весе не может быть отнесена к совместной с углеродом ассимиляции кислорода за счет этого источника. [c.31]
АССИМИЛЯЦИЯ. Усвоение живыми организмами различных питательных веществ, обеспечивающее их жизнь, рост и размножение. Особенно важна для жизни всех организмов Л. углерода зелеными растениями из углекислого газа в щроцессе фотосинтеза. Диссимиляцией называется процесс, обратный А. [c.32]
Как уже было указано, содержание СО2 в воздухе составляет 0,03 об.% ил 0,047 вес.%. С другой стороны, зная вес воздуха (стр. 398), можно легко вычислить общий вес двуокиси углерода в нем (2,5-101Б кг). Это количество является небольшим по сравнению с количеством двуокиси углерода, ассимилированным наземными и морскими растениями. Хотя количество ассимилируемой двуокиси углерода не может быть определено точно, согласно некоторым приближенным оценкам, оно составляет не меньше 5-1013 ежегодно. Таким образом, запаса двуокиси углерода в атмосфере хватило бы только на 50 лет, если бы он не возобновлялся. Каким бы приближенным ни был этот расчет, очевидно, что запас двуокиси углерода невелик. Следовательно, необходимо допустить, что баланс расхода и образования двуокиси углерода устанавливается за короткий срок, так как примерно 100 лет, на протяжении которых проводились более точные анализы воздуха, не наблюдалось заметных колебаний средней концентрации СО2 в воздухе. Основным источником увеличения концентрации СОг в атмосфере является гниение растений, затем идет дыхательный процесс животных. В результате этих процессов почти весь углерод пищи превращается в СО2. Для того чтобы иметь представление об этих количествах, произведем расчет количества СО2, выделяемой человеком. Человек в состоянии покоя выдыхает примерно 4 см СО2 на 1 кг веса в 1 мин следовательно, человек, вес которого равен 70 кг, выдыхает примерно 800 г СО2 в сутки, а З-Ю человек на Земле производят всего примерно 8,7-10ЧА г СО2 в год. Это количество представляет около 1,7% указанного выше ежегодного рас-хода на ассимиляцию растениями. Менее важны количества СО2, выделяющейся при гниении мертвых животных. [c.488]
Первый из этих процессов в небольшой степени компенсируется за счет добычи и сжигания угля и нефти. Годовая добыча угля и нефти составляет примерно 4,5- кг. В них содержится 85% (3,8-1012 кг) углерода, при горении которого образуется 1,4-101 кг СОг. Примерно 30% этого количества СОг ежегодно потребляется при ассимиляции растениями. Второй процесс необратимого исчезновения двуокиси углерода из атмосферы (минерализация) также компенсируется в небольшой степени за счет двуокиси углерода вулканического происхождения. Таким образом, баланс двуокиси углерода в природе аефицитен на долгий срок. [c.489]
Основные иссд[едования К, А. Тимирязева по физиологии растений гюсвящены процессу фотосинтеза. Для проведения опытов он сконструировал, ряд ор[[гииад[ЬНых приборов. К. А. Тимирязев установил зависимость фотосинтеза от интенсивности света и его спектрального состава, показал, что ассимиляция растениями углерода из углекислого газа воздуха происходит за счет энергии Солнечного света, главным образом красных и синих д[учей, поглощаемых хлорофиллом. [c.9]
Гайических веществ клетки, диссимиляция (катаболиче-ские процессы, которые являются экзергоническими). Различают две основные формы диссимиляции — дыхание и брожение. Процессы образования-биологических соединений и веществ, поступающих из внешней среды,— биосинтетические процессы (анаболические) идут с затратой энергии (эндергонические), т. е. представляют собой ассимиляцию. Важнейший биосинтетический процесс — ассимиляция углерода зелеными растениями и бактериями путем использования энергии света (фотосинтез) или энергии других химических реакций (хемосинтез). [c.174]
Среди многочисленных фотохимических реакций особое значение имеет реакция ассимиляции углерода растениями, без которой не мо1 ла бы существовать жизнь на земле. Эта реакция может быть 3Jписана в виде [c.362]
Квантовый выход этой реакции блнзо1Механизм реакции ассимиляции углерода растениями до сих пор полностью не выяснен. Сильно. эндотермический процесс усвоения двуокиси углерода растениями с образованием углеводов осуществляется за счет энергии солнечных лучей. [c.362]
Полимеризацией формальдегида А. М. Бутлеров осуществил первый в науке синтез сахаристого вещества. Основываясь на этом синтезе, Вайер в 1870 г. высказал предположение, что формальдегид является первым продуктом ассимиляции (усвоения) углерода растениями [c.228]
Исследовались продукты фотосиптетической ассимиляции меченной С двуокиси углерода у короткодневных и длиннодневиых растений при разных фотопериодах [135]. При этом показано, что длина дня не оказывает влияния на состав продуктов фотосинтеза у растений с различным фотопериодом. Установлены сходство и различия в продуктах фотосинтеза у растений различных видов [136]. Наиболее обстоятельно исследовано фотосинтетическое включение С в кетокислоты растений [c.84]
Две важнейшие специфические для растений функции осуществляются фо-тосмитезнруюшимн клетками, которые содержат хлоропласты и служат для всего организма источником органических веществ-продуктов ассимиляции углерода, и всасывающими клетками, которые поглощают из окружающей среды воду и растворенные минеральные вещества. У большинства высших растений эти две функции не могут выполняться одними и теми же клетками, так как для первой из них нужен свет, а вторая осуществляется в толше почвы в темноте. Для каждого из этих процессов требуется и ряд других условий. Фотосинтез, например, должен протекать в особой микросреде, где строго регулируется относительная влажность и содержание СОг. Достигается это с помощью устьиц-особых отверстий в покрытом кутикулой эпидермисе, которые способны открываться и закрываться в зависимости от тургора замыкающих клеток (рис. 19-10). С другой стороны, для эффективного поглощения веществ из почвы нужна очень большая всасывающая поверхность, которую обеспечивают корни необходимы также мембранные транспортные [c.175]
Рихард Вильштеттер (1872—1942 гг.) — выдающийся немецкий химик-оргаппк. Основные работы его связаны с исследованием строения хлорофилла, изучением химии ферментов и процессов ассимиляции двуокиси углерода растениями. За научные заслуги Вильштеттер был избран иностранным членом Академии наук СССР. [c.609]
chem21.info
Ассимиляция аммония у растений
Что такое метаболизм?
Говоря простым языком - это интенсивность, с которой наш организм превращает содержащиеся в продуктах питания вещества в энергию или калории. Так, съеденный вами бутерброд преобразуется в субстанцию, именуемую глюкозой. Но если в данный момент организм не испытывает потребности в энергии, то калории превратятся в жир. Если же вы удовлетворяли законный голод, они без остатка уйдут на поддержание работы всех органов и систем. Отсюда следует базовое понятие метаболизма: не хотите обзавестись лишними килограммами, не потребляйте больше калорий, чем можете израсходовать.
Ассимиляция зольных элементов. Сера ассимилируется всеми растениями в виде солей серной кислоты. ... целым рядом бактерий усваивается значительно хуже, чем простые углеродистые соединения например, углекислый аммоний нитрозомонадами .
A prosse govorja - ozirenije.
МЕТАБОЛИЗМ – греческое слово metabole, означающее перемена, превращение. В физиологическом смысле метаболизм – это промежуточный обмен, т. е. превращение определенных веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов (напр., метаболизм белков, метаболизм глюкозы, метаболизм лекарственных препаратов). С точки зрения промышленной биотехнологии метаболизм – это образование в процессе роста и развития клеток ценных биохимических продуктов – некоторые из них выделяются в среду (внеклеточные продукты), некоторые накапливаются в биомассе (внутриклеточные продукты). С помощью метаболизма получают антибиотики, молочную и лимонную кислоту, пищевые консерванты и многие другие продукты. В естественных условиях метаболизм настроен так, чтобы производить минимальное количество необходимых метаболитов. Промышленное производство, направленное на получение максимальной прибыли, такая ситуация никак не устраивает. Поэтому, для максимизации прибыли необходимо произвести оптимизацию следующих технологических параметров: – выхода продукта в расчете на потребленный субстрат; концентрация продукта; скорость образования продукта.
Это так кратенькоМЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВСинтез аминокислот. Растения и большинство микроорганизмов могут жить и расти в среде, в которой для их питания имеются только минеральные вещества, диоксид углерода и вода. Это значит, что все обнаруживаемые в них органические вещества эти организмы синтезируют сами. Встречающиеся во всех живых клетках белки построены из 21 вида аминокислот, соединенных в различной последовательности. Аминокислоты синтезируются живыми организмами. В каждом случае ряд химических реакций приводит к образованию a-кетокислоты. Одна такая a-кетокислота, а именно a-кетоглутаровая (обычный компонент цикла трикарбоновых кислот) , участвует в связывании азота по следующему уравнению:a-Кетоглутаровая кислота + Nh4 + НАДЧН ®® Глутаминовая кислота + НАД.Азот глутаминовой кислоты может быть затем передан любой из других a-кетокислот с образованием соответствующей аминокислоты.Организм человека и большинства других животных сохранил способность синтезировать все аминокислоты за исключением девяти т. н. незаменимых аминокислот. Поскольку кетокислоты, соответствующие этим девяти, не синтезируются, незаменимые аминокислоты должны поступать с пищей. См. также БЕЛКИ.Синтез белков. Аминокислоты нужны для биосинтеза белка. Процесс биосинтеза протекает обычно следующим образом. В цитоплазме клетки каждая аминокислота «активируется» в реакции с АТФ, а затем присоединяется к концевой группе молекулы рибонуклеиновой кислоты, специфичной именно для данной аминокислоты. Эта сложная молекула связывается с небольшим тельцем, т. н. рибосомой, в положении, определяемом более длинной молекулой рибонуклеиновой кислоты, прикрепленной к рибосоме. После того как все эти сложные молекулы соответствующим образом выстроились, связи между исходной аминокислотой и рибонуклеиновой кислотой разрываются и возникают связи между соседними аминокислотами – синтезируется специфичный белок. Процесс биосинтеза поставляет белки не только для роста организма или для секреции в среду. Все белки живых клеток со временем претерпевают распад до составляющих их аминокислот, и для поддержания жизни клетки должны синтезироваться вновь.Синтез других азотсодержащих соединений. В организме млекопитающих аминокислоты используются не только для биосинтеза белков, но и как исходный материал для синтеза многих азотсодержащих соединений. Аминокислота тирозин является предшественником гормонов адреналина и норадреналина. Простейшая аминокислота глицин служит исходным материалом для биосинтеза пуринов, входящих в состав нуклеиновых кислот, и порфиринов, входящих в состав цитохромов и гемоглобина. Аспарагиновая кислота – предшественник пиримидинов нуклеиновых кислот. Метильная группа метионина передается ряду других соединений в ходе биосинтеза креатина, холина и саркозина. При биосинтезе креатина от одного соединения к другому передается также и гуанидиновая группировка аргинина. Триптофан служит предшественником никотиновой кислоты, а из валина в растениях синтезируется такой витамин, как пантотеновая кислота. Все это лишь отдельные примеры использования аминокислот в процессах биосинтеза.Азот, поглощаемый микроорганизмами и высшими растениями в виде иона аммония, расходуется почти целиком на образование аминокислот, из которых затем синтезируются многие азотсодержащие соединения живых клеток. Избыточных количеств азота ни растения, ни микроорганизмы не поглощают. В отличие от них, у животных количество поглощенного азота зависит от содержащихся в пище белков. Весь азот, поступивший в организм в виде аминокислот и не израсходованный в процессах биосинтеза, довольно быстро выводится из организма с мочой. Происходит это следующим образом. В печени неиспользованные аминокислоты передают свой азот a-кетоглутаровой кислоте с образованием глутаминовой кислоты, которая дезаминируется, высвобождая аммиак. Далее азот аммиака может либо на время запасаться путем синтеза глутамина, либо сразу же исп
Метаболи́зм (от греч. μεταβολή, «превращение, изменение») , обмен веществ — сложный процесс превращения химических элементов в организме, обеспечивающих его рост, развитие, деятельность и жизнь в целом. В живом организме постоянно расходуется энергия, причём не только во время физической и умственной работы, а даже при полном покое (сне) .Обмен веществ состоит из двух противоположных, одновременно протекающих процессов. Первый — анаболизм, или ассимиляция, объединяет все реакции, связанные с синтезом необходимых веществ, их усвоением и использованием для роста, развития и жизнедеятельности организма. Второй — катаболизм, или диссимиляция, включает реакции, связанные с распадом веществ, их окислением и выведением из организма продуктов распада.Обмен веществ представляет собой комплекс биохимических и энергетических процессов, обеспечивающих использование пищевых веществ для нужд организма и удовлетворения его потребностей в пластических и энергетических веществах.Белки, жиры, углеводы и другие высокомолекулярные соединения расщепляются в пищеварительном тракте на более простые низкомолекулярные вещества. Поступая в кровь и ткани, они подвергаются дальнейшим превращениям — аэробному окислению, окислительному фосфорилированию и другим. В процессе этих превращений (наряду с окислением до СО2 и Н2О) происходит использование продуктов окисления для синтеза аминокислот и других важных метаболитов. Таким образом, аэробное окисление сочетает в себе элементы распада и синтеза и является связующим звеном в обмене белков, жиров, углеводов и других веществ.Хотя обмен веществ происходит непрерывно, видимая неизменность нашего тела вводила в заблуждение не только неискушенных в науке людей, но и некоторых учёных. Полагали, что в организме имеются два вида веществ, одни из которых идут на строительство тела, они неподвижны, статичны; другие же, используемые в качестве источника энергии, быстро перерабатываются.Внедрение в биологические исследования меченых атомов позволило в экспериментах на животных установить, что во всех тканях и клетках обмен веществ происходит непрерывно: никакой разницы между «строительными» и «энергетическими» молекулами не существует. В организме все молекулы равным образом участвуют в обмене веществ. В среднем у человека каждые 80 дней меняется половина всех тканевых белков, ферменты печени (в ней идут особенно интенсивные реакции) обновляются через 2-4 часа, а некоторые даже через несколько десятков минут.Обмен веществ обеспечивает присущее живому организму как системе динамическое равновесие, при котором взаимно уравновешиваются синтез и разрушение, размножение и гибель. В основе реакций обмена веществ лежат физико-химические взаимодействия между атомами и молекулами, подчиняющиеся единым для живой и неживой материи законам. Сказанное, разумеется, не означает, что жизнь сводится полностью к физико-химическим процессам. Живым организмам присущи свои особенности.С обменом веществ неразрывно связан обмен энергии в организме. Живые организмы могут существовать только при условии непрерывного поступления энергии извне. И потому они постоянно нуждаются в энергии для выполнения различного рода работы: механической — передвижение тела, сердечная деятельность и т. д. ; гальванической — создание разности потенциалов в тканях и клетках; химической — синтез веществ и т. д.Первичным источником энергии для человека (как и для всего живого на Земле) служит солнечное излучение. Пища образуется благодаря той же энергии Солнца. Начальное звено пищевой цепи — растения, аккумулирующие в процессе фотосинтеза солнечную энергию. В зеленом пигменте растений — хлорофилле под воздействием квантов света из воды и углекислого газа синтезируются органические вещества — основа жизни.Состав пищи сложен и разнообразен. В ней больше всего главных пищевых веществ, к которым относятся белки, жиры, углеводы. Содержатся в пище и минеральные элементы — кальций, фосфор, н
Метаболизм [< гр. metabole перемена] - обмен веществ - совокупность процессов катаболизма и анаболизма в растениях, животных, микроорганизмах.
Роль NO, как сигнальной молекулы у растений. Ассимиляция аммонийного азота метаболизм аминокислот. Два альтернативных пути включения азота аммония в состав органических соединений.
МЕТАБОЛИЗМ (от греч. metabole — перемена, превращение), 1) то же, что обмен веществ. 2) В более узком смысле метаболизм — промежуточный обмен, т. е. превращение определенных веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов (напр., метаболизм белков, метаболизм глюкозы, метаболизм лекарственных препаратов).
Сколько правильных и подробных ответов! Но если нужно попроще, - это то, что мы привыкли называть обменом веществ. Например, вдыхаем кислород - выдыхаем углекислый газ. ;-D
НЕ могу лучше, совокупность анаболизма и катаболизма (одно рост, другое разрушение)
Как понизить количество аммиака? как понизить количество аммиака в воде аквариума?
Улиток побольше.
В клетках растения Capsicum annuum использование аммония в качестве единственного источника азота ... Магистральный путь ассимиляции аммония растительной клеткой обусловлен реакциями аминирования органических кислот.
Подменивайте воду и грунт промойте
Прогоните воду черех биологический фильтр! промойте грунт и промойте аквариум! живность на пару недель на карантин!
Делайте почаще подмены воды и посадите больше растючки!))))
Надо почистить грунт и поменять 30 процентов воды. сократить количество улиток
Рецепт один- меньше срать и больше чистой воды. У Вас неработает биологический фильтр в нормальном режиме, значит неправильно был проведён запуск аквы. В помощь Вам иногда в зоомагазинах продаётся препарат Аммоний-минус фирмы Аквариумфамасютикалс или очень частые подмены воды с активным аэрированием и не кормить. Нашатырь это яд.
Таким образом, когда растение притягивает аммоний Nh5 , оно освобождает протон Н в раствор. ... Дефицит молибдена замедляет восстановление нитратов, снижается ассимиляция нитратного азота.
Во-первых, тут важно знать, аквариум пресноводный или морской. И каким методом определили избыток аммиака.Циклы нитрификации, денитрификации - довольно сложны. И разобраться в них на примере конкретного аквариума не так легко.Грубо говоря, избыток аммиака - результат чрезмерного загрязнения грунта или фильтра белковыми (вероятно, имели место случаи избыточного кормления) веществами.Не допускать значительного загрязнения, как уже сказали.
Помогите с биологией!
Симбиотическая фиксация азота осуществляется бактериями рода Rhizobium (вызывают образование клубеньков у бобовых растений) , актиномицетами рода Franckia (симбионты тропических растений) , цианобактериями Anabaena azollae, Nostoc punctiforme. В отсутствие кислорода бактерии из нитрата, используемого в качестве акцептора водорода, образуют молекулярный азот. Этот процесс известен как денитрификация (диссимиляционная нитратредукция) , или «нитратное дыхание» , так как в данном случае роль нитрата в качестве окислителя аналогична роли молекулярного кислорода в аэробном дыхании.Способностью к денитрификации обладают многие факультативно аэробные бактерии (Pseudomonas aeruginosa, P. stutzeri, P. fluorescens, Bacillus Ucheniformis, Paracoccus denitrificans, Thiobacillus denitrificans). Ассимиляционная нитратредукция характерна для большинства микроорганизмов и для растений. Нитрат служит источником азота для построения клеточных компонентов. Источником азота для растений и микроорганизмов может быть и аммоний, усвояемый ими в процессе ассимиляции аммиака.• При разложении растительных и животных белков в почве освобождается аммоний. Собственно процесс аммонификации обусловлен деятельностью различных грибов и бактерий (Bacillus cereus, Proteus vulgaris, псевдомонады и др.) . Если в почве достаточно кислорода, то аммоний подвергается нитрификации, которую осуществляют две труппы микроорганизмов, соответственно окисляя аммиак до нитрита (виды Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus) и нитрит до нитрата {Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus). Частично нитрификация осуществляется и при участии гетеротрофных бактерий (виды Arthrobacter), образующих нитрит из аммония, и грибов, способных окислять аммоний до нитрата. Однако скорость нитрификации у гетеротрофных бактерий в 103-104 раз меньше, чем у аутотрофных.• Нитрат — основное азотистое вещество почвы, используемое растениями в процессе роста. Практика удобрения почв навозом основана на способности микроорганизмов к минерализации органического азота. Нитраты легко выщелачиваются из почвы и, таким образом, часть связанного азота в виде солевых растворов удаляется с материков в океан. Связанный азот, необходимый для роста растений, удаляется из почвы также в процессе денитрификации, идущем с освобождением газообразного азота. Без денитрификации земной и атмосферный запас азота в конце концов сосредоточился бы в виде солей в океане, и жизнь стала бы возможной только на узкой прибрежной полосе. Удаление токсичных нитратов и мутагенных нитритов из пресной воды в реакциях денитрификации приводит к улучшению качества питьевой воды. Таким образом, микроорганизмы — естественные регуляторы количества связанного (то есть доступного для жизнедеятельности) азота в природе.
Синтез белков растения осуществляют, используя синтезированные ими углеводы и соли азотной кислоты, поступающие в них из почвы для синтеза белка отдельные виды микроорганизмов утилизируют соли аммония...
Подскажите.пожалуйста, как записать уравнение денитрификации ?
Понятно, что Вики прочесть трудно?Денитрификация (восстановление нитрата) — сумма микробиологических процессов восстановления нитратов до нитритов и далее до газообразных оксидов и молекулярного азота. В результате их азот возвращается в атмосферу и становится недоступным большинству организмов. Осуществляется только прокариотами (причём как бактериям, так и археями) в анаэробных условиях и связана с получением ими энергии.Особо выделяют ассимиляционное восстановление нитрата, приводящее к синтезу азотсодержащих клеточных компонентов и свойственную всем растениям, многим грибам и прокариотам, способным расти на средах с нитратами, однако не сопровождающуюся получением энергии этими организмами. Аммонийный и нитратный азот, поглощенный микробными клетками, включается в органические азотсодержащие полимеры клеточных компонентов и временно выводятся из круговорота азота, то есть происходит их иммобилизация.Содержание1 Биохимия процесса2 Выделение закиси азота эукариотами3 Хемоденитрификация4 Значение5 См. также6 ЛитератураБиохимия процессаДиссимиляционное восстановление нитрата является процессом анаэробного дыхания, то есть использования нитратов и продуктов их частичного восстановления вместо кислорода для окисления веществ (у разных микроорганизмов как органических, так и минеральных) в ходе метаболизма с выделением энергии. Поэтому денитрификация — процесс анаэробный и подавляется молекулярным кислородом при Eh более +300 мВ. Энергетическая эффективность процесса при восстановлении нитратов до молекулярного азота составляет около 70 % от аэробного дыхания с использованием кислорода.Процесс протекает постадийно:NO_3^- \to \; NO_2^- \to \; NO \to \; N_2O \to \; N_2Катализируют реакции нитратредуктаза, NO-образующая нитритредуктаза, редуктаза окиси азота и редуктаза закиси (гемиоксида) азота соответственно.Проводить процесс полностью и получать энергию имеют возможность лишь прокариоты, причем все они факультативные анаэробы, при наличии кислорода переключающиеся на обычное дыхание. Многие денитрификаторы вместе с тем обладают способностью к азотфиксации (например, Azospirillum lipoferum). Часть бактерий имеет лишь часть ферментов и проводит усечённую денитрификацию.Выделение закиси азота эукариотамиГрибы, в том числе дрожжи, и клетки печени животных способны к выделению N2O, в особенности на средах с нитритами. Этот процесс, однако, не сопряжён с получением энергии и осуществляется для детоксикации организма от нитритов. Диссимиляционная нитритредуктаза эукариот имеет ряд отличий от своего прокариотного аналога: содержит лишь 1 активный центр, не связана с мембраной, не ингибируется ацетиленом. Считается также, что выделение закиси азота актиномицетами не связано с анаэробным дыханием и также является следствием детоксикации, поскольку мицелиальная организация организма несовместима с адаптациями к анаэробным условиям существования.ХемоденитрификацияВ ряде случаев возможно выделение газообразных соединений азота и без участия микроорганизмов:RNh3 + HNO3 → ROH + h3O + N2 (pH>5)6Nh5 + 8HNO2 → 7N2 + 16h3O3HNO2 + O2 → HNO3 + h3O + 2NOХемоденитрификацией объясняется возрастание эмиссии закиси азота из почвы при её нагревании свыше 50 °C (при том, что пик биологической денитрификации приходится на 30-35 °C, к 45 °C приурочен минимум эмиссии закиси азота) .ЗначениеДенитрификация, протекающая в основном в почве, дает до 70-80 % выбросов N2O (закись азота, парниковый газ) в атмосферу.
Основным источником азота для растений являются соли азотной кислоты нитраты и соли аммония. ... Недостаток молибдена тормозит восстановление нитратов и ограничивает ассимиляцию нитратного азота растениями.
Посогите,срочно.Биология 6 класс...
Подскажите!!! био)
Ничего себеудачи вам
Ассимилироваться там по мере необходимости, однако обратное перемещение нитратов из листьев в корни практически не происходит 3 . Ассимиляция высшими растениями второго по значимости источника азота аммония происходит через...
Что такое хемосинтез?
Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный вариант получения энергии используется только бактериями или археями. Явление хемосинтеза было открыто в 1887 году русским учёным С. Н. Виноградским.
Заглавие Глутаматдегидрогеназы и регуляция ферментов ассимиляции аммония у одноклеточных зеленых водорослей. ... Аммоний, таким образом, занимает центральное место в метаболизме азота у растений.
Да! вот как сказал Олег Мачихин
detovar.ru
Раздел II. Элементы физиологии растений
Глава 1. Обмен веществ
Обмен веществ является особенностью живого организма. Это совокупность согласованных химических реакций, В процессе обмена веществ происходит периодическое самообновление организма Методом меченых атомов установлено, что в организме человека половина всех тканевых белков распадается и вновь строится заново в среднем в течение 80 дней. Белки печени обновляются наполовину каждые 10 дней. Живой организм в каждое мгновение своей жизни тождественен себе и в то же время благодаря усвоению и разложению, выделению веществ отличается в химическом отношении от самого себя - совершенствуется, развивается.
Обмен веществ представлен сочетанием ассимиляции (усвоение) идиссимиляции(разрушение с освобождение энергии).
У растений обмен чрезвычайно специфичен. Ассимиляция у растений представлена процессом фотосинтеза и хемосинтеза. Специфическими особенностями обмена веществ у растений является их автотрофный тип питания, обусловленный наличием пигмента хлорофилла, а также синтез веществ вторичного характера в процессе диссимиляции.
Фотосинтез
Фотосинтез- процесс углеродного питания растений, построение из неорганических веществ (СО2+Н2О) органических веществ (С6Н10О6). Начало изучения фотосинтеза восходит к 1630 г., когда Ван Гельмонт, фламандский ботаник, показал, что растения сами синтезируют органические вещества, а не получают их из почвы. Выращивая в течение 5 лет экземпляр ивы (первоначальный вес почвы в горшке и вес посаженного растения был им зафиксирован), он обнаружил, что вес растения увеличился на 74 кг, тогда как почва потеряла в весе всего 57г. Он предположил, что основная пища растения - это вода. О «воздушном питании» и роли солнечного света в своих работах еще в 1753 г. писал М.В. Ломоносов: «жирными листами жирный тук из воздуха впитывает в себя. Из бессочного песку столько смоляной материи в себя им получить невозможно», опередив своими наблюдениями ученых Запада.
В 1772 г. английский ученый Пристли показал, что свежесрезанный побег мяты «исправляет» воздух - оживает мышка, помещенная под стеклянный колпак. Если свежесрезанную веточку не поместить под колпак к задыхающемуся животному - мышка погибает.
В 1779 г. голландский ученый Ингенгауз доказал, что для процесса фотосинтеза необходим солнечный свет, а русский академик Фаминцин дополнил эти сведения тем, что фотосинтез может проходить даже при керосиновой лампе. Усвоение СО2из воздуха впервые было доказано в 1782 г. швейцарским химиком Сенебье.
Французский ученый Соссюр доказал, что для фотосинтеза требуется не только углекислота, но и вода. О роли минерального питания в фотосинтезе поведали миру французские ученые Буссенго и Пфефер.
Наибольший вклад в изучение процесса фотосинтеза внес русский ученый К.А.Тимирязев. Он подтвердил достоверность сведений о химической стороне фотосинтеза, которая выражается уравнением:
6СО2+6Н2О=С6Н12О6+6О2
Тимирязев К.А. поставил перед собой грандиозную задачу. Эта задача заключалась в установлении энергетической роли процесса фотосинтеза и в выяснении космической роли растений. Тимирязев К.А пишет: «Не следует, однако думать, чтобы значение солнечного света стало понятно, как только Пристли и Ингенгауз открыли факт его участия в процессе разложения углекислоты. Этим успехом ботаника обязана Р. Майеру и Гельмгольцу. Р. Майер первый ясно высказал мысль о том, что солнечный свет не только влияет, но и затрачивается, расходуется, поглощается растением, что живая сила луча при этом превращается в химическое напряжение, что этим запасом энергии мы пользуемся в нашей жизни». Р. Майер пишет: «Природа, по-видимому, поставила себе целью уловить налету изливающийся на землю свет и, обратив эту подвижнейшую из всех сил в неподвижную форму, в таком виде сохранить ее. Для достижения этой цели она облекла земную кору организмами, которые в течение жизни поглощают солнечный свет и за счет этой силы образуют непрерывно накопляющийся запас химического напряжения. Эти организмы - растения. Растительный мир представляет склад, в котором лучи солнца задерживаются и запасаются для дальнейшего полезного употребления. От этой экономической заботливости природы зависит физическое существование человечества и уже один взгляд на роскошную растительность вызывает инстинктивное чувство благосостояния». Гельмгольц в 1854 г. писал: «У нас нет опытов, из которых можно было заключить, соответствует ли живая сила исчезнувших солнечных лучей накопившемуся в то время запасу химических сил». У физиков эти суждения всплыли в связи с вопросом о том, приложим ли закон сохранения энергии к живой природе.
За решение вопроса о роли солнечного света взялся молодой начинающий ученый. В своем первом выступлении перед широкой научной аудиторией на 1-ом съезде русских естествоиспытателей и врачей в 1868 г. он сформулировал задачу следующим образом: «Изучить химические и физические условия этого явления, определить составные части солнечного луча, участвующие непосредственно в этом процессе, проследить их участь в растении до их уничтожения, т.е. до их превращения во внутреннюю работу, определить соотношение между действующей силой и произведенной работой - вот та светлая, хотя может быть отдаленная задача, к достижению которой должны быть дружно направлены все силы физиологов».
Тимирязев К.А. раскрыл энергетическую сторону фотосинтеза. Экспериментально доказал, что для образования одного моля, глюкозы (180г) расходуется 674 ккал (в 1 калории 4,18 джоулей) солнечной энергии и фотосинтез должен быть выражен уравнением:
6СО2+6Н2О+674 ккал/г моль=C6h22O6+6О2
Было показано, что закон сохранения энергии приложим к живой природе. При фотосинтезе в потенциальную энергию (энергия запасных питательных веществ, в данном случае глюкозы) затрачивается 674 ккал/г моль. При окислении этого количества глюкозы выделяется ровно 674 ккал тепла. Все виды органических веществ, образовавшихся в растении в процессе его жизнедеятельности, используются человеком в его жизни (пища, топливо, одежда, лекарства). В этом и заключается космическая роль растений.
К.А. Тимирязев экспериментально доказал и оптическую сторону фотосинтеза. Он установил, что растение избирательно поглощает солнечный луч, что более продуктивно накопление наибольшего количества органического вещества происходит в области энергетически более насыщенных красных лучей спектра. (В настоящее время установлено, что красная область солнечного спектра характеризуется наибольшим количество квантов энергии).
Итак, К.А.Тимирязев первый определил роль хлорофилла как химического и оптического сенсибилизатора, превращающего лучистую энергию в химическую энергию органических соединения, он получил точные спектры хлорофилла. Благодаря работам Тимирязева К.А. получила объяснение и зеленая окраска наземной растительности всего мира. Она выработалась в процессе эволюции как приспособительное свойство к поглощению энергии наиболее активных лучей солнечного спектра - красных лучей, ибо зеленый цвет, как дополнительный к красному лучше всего поглощает красные лучи спектра. Он доказал также экспериментально, что закон сохранения энергии приложим к растениям. Ему принадлежит честь заложения основ энергетики фотосинтеза. Им установлена избирательная способность хлорофилла интенсивно поглощать красные и синие лучи солнечного спектра, что было подтверждено исследователями нового поколения.
Современные этапы в изучении и познании фотосинтеза. В результате изучения и познания фотосинтеза прежде всего были решены вопросы о роли воды и судьбе СО2в процессе фотосинтеза.
В 1937 г. американский ученый Хилл изучил механизм участия воды. Он установил способность ее разложения в процессе фотолиза (реакция Хилла) происходящим при участии дегидраз. С помощью меченых атомов акад. Виноградов и Тейс (СССР), Рубен и Холин (США) в 1941 г. установили, что молекула О2, выделяется в атмосферу при фотолизе воды, а не разложении СО2, как думали раньше. Молекула СО2без структурного изменения включается в органический продукт фотосинтеза.
Непременным условием успешного процесса фотосинтеза является наличие процесса активации молекулы хлорофилла квантами солнечной энергии. Это явление было установлено Арноном. При поглощении кванта солнечной энергии хлорофилл возбуждается в месте сопряженных двойных связей в пирольной части молекулы. При этом происходит переход электрона на более высокий энергетический уровень, а молекула хлорофилла окисляется. Электрон переходит на систему цитохромов (синтезируется молекула АТФ - аденозинтрифосфорная кислота). При обратном переходе электрона молекула хлорофилла восстанавливается и вновь синтезируется молекула АТФ. В хлоропласте осуществляется процесс фотосинтетического фосфорилирования (рис. 166). В этот период не происходит синтеза органических веществ. Происходит световая фаза фотосинтеза, протекающая на поверхности тилакоидов в гранах хлоропласта. В этот же период происходит фотолиз молекулы воды, и кислород обогащает нашу атмосферу. Синтез органического вещества происходит в темновую фазу фотосинтеза. Эта стадия фотосинтеза осуществляется в строме (в межламмелярном пространстве) хлоропласта с затратой энергии АТФ, образующейся в темновую фазу фотосинтеза. Схематично этот процесс представлен на (рис. 167).
Первым продуктом фотосинтеза является фосфороглицериновая кислота. Работы М.Кальвина, проведенные с помощью меченого углерода Cl4, указывают на то, что СО2первоначально присоединяется к рибулозодифосфату. Присоединяя СО2, он дает две молекулы фосфоглицериновой кислоты. Последняя восстанавливается водородом воды и образует фосфоглицериновый альдегид, который частично превращается в фосфодиоксиацетон. Благодаря действию фермента альдолазы оба эти вещества, соединяясь, образуют молекулу фруктозофосфата, из которого далее синтезируется сахара и различные полисахариды.
Рибулозофосфат, являющийся акцептором СО2, образуется в результате ряда ферментативных превращений фосфоглицеринового альдегида, фосфодиоксиацетона и фруктозодифосфата.
Согласно М.Кальвину, процесс образования фосфоглицериновой кислоты из рибулозодифосфата и СО2носит циклический характер (цикл Кальвина) (рис. 168).
Фотосинтез определяют как процесс биологического преобразования зеленым растением электромагнитной (лучистой энергии) в химическую энергию. Этот процесс на земле является основным источником образования органического вещества из неорганических. Это единственный источник кислорода на нашей планете.
Ассимиляция углерода живыми организмами разнообразна. Фотосинтез - наиболее прогрессивная форма автотрофного типа ассимиляции, характерная для растений, обладающих зеленой окраской. У бесцветных бактерий ассимиляция представлена хемосинтезом (табл. 2).
studfiles.net
