ЗАГАЛЬНА БІОХІМІЯ

I частина

Електронний посібник

Головна

Анотація

Теоретичні відомості

Додатки

Список використаних джерел

Укладачі

1. ВСТУП. ХІМІЧНИЙ СКЛАД ОРГАНІЗМІВ

1.1. Предмет і завдання біохімії як науки

1.2. Історія розвитку біохімії

1.3. Значення біохімії для харчової промисловості

1.4. Поняття про живий організм як єдину функціональну одиницю

1.5. Живлення як основа життєдіяльності

1.1. Предмет і завдання біохімії як науки

Біологічна хімія – наука про хімічний склад живих організмів та хімічні процеси, що відбуваються в організмах і лежать в основі їх життєдіяльності. За останні десятиріччя зроблено такі важливі відкриття, як розшифрування будови білків і нуклеїнових кислот, з'ясування механізму біосинтезу цих сполук, виявлення шляхів збереження і передачі генетичної інформації, встановлення біохімічних основ функціонування організму на клітинному і тканинному рівнях та основних механізмів трансформації енергії в біологічних системах, з'ясування структурно-функціональної організації мітохондрій, рибосом, клітинних мембран, шляхів передачі інформації в клітинах тощо. Успішно розвиваються такі основні напрямки біохімії, як статична, динамічна і функціональна. Статична біохімія досліджує хімічну природу та властивості речовин, які входять до складу живих організмів. Динамічна біохімія вивчає перетворення речовин і енергії в організмі (метаболічні процеси).

Головним завданням біохімії є вивчення хімічного складу живих організмів, структури речовин, з яких вони побудовані, послідовності та взаємозв'язку реакцій хімічних перетворень, що характерні для живого організму і відрізняють його від неживого.

Дослідження хімічного складу живих організмів та з'ясування їх структури є предметом статичної біохімії.

Вивчення процесів хімічних перетворень речовин, що є складовими компонентами тканин організму, надходження їх в організм та перетворення в клітинах – завдання динамічної біохімії. Обмін речовин за різних функціональних станів організму – предмет функціональної біохімії.

Багато фізико-хімічних закономірностей біохімічних процесів є спільними для всіх живих організмів і є предметом загальної біохімії.

Біологічна хімія пов'язана з іншими біологічними науками (анатомія, гістологія, цитологія, фізіологія), із загальною та органічною хімією. Вона є розділом органічної хімії.

Залежно від об'єктів дослідження розрізняють біохімію людини та тварин, рослин, мікроорганізмів і вірусів.

За напрямами досліджень виділять:

· технічну біохімію, яка розробляє біохімічні основи різних галузей промисловості (хлібопечення, виноробства, виробництва м’яса, молока, чаю, тютюну);

· медичну біохімію, що вивчає обмін речовин і енергії в організмі людини та тварини;

· еволюційну біохімію, яка аналізує хімічний склад і шляхи перетворення речовин різних видів та груп живих організмів у еволюційному аспекті.

Залежно від рівня біохімічних досліджень, класу хімічних речовин або тканин розрізняють молекулярну та квантову біохімію, біоорганічну й біонеорганічну хімію, ензимологію, біохімічну генетику, радіаційну та космічну біохімію, біохімію нервової системи м’язів.

Отже, на сучасному етапі розвитку галузь, яку охоплює класична біохімія, розширилася, що межі, які відокремлюють цю науку від інших хімічних, фізичних і біологічних дисциплін, поступово стираються.

1.2. Історія розвитку біохімії

Історію розвитку біохімії можна поділити на чотири періоди.

Перший період охоплює проміжок від стародавніх часів та середньовіччя до епохи Відродження (ХV ст.). Цей час, коли людство емпірично користувалося біохімічними процесами. Підтвердженням цього є знання технології виготовлення хліба, сиру, пива, вина, тютюну, чаю.

М.В. Ломоносов	О.М. Бутлеров

Другий період, який почався в епоху Відродження і тривав до другої половини ХІХ ст., характеризувався бурхливим накопиченням знань з хімії взагалі та хімії живої матерії зокрема. До цього періоду належать роботи М.В. Ломоносова, Ю. Лібіха, Й. Берцеліуса, О.М. Бутлерова, Ф. Велера, М.Зініна, А. Кольбе, М. Бертло.

Третій період розпочався з другої половини ХІХ ст. і ознаменувався відокремленням біохімії в самостійну науку.

Цей період характеризується значними успіхами в розвитку динамічної біохімії (праці І.М. Сеченова, І.П. Павлова, О.М. Баха, В.І. Палладіна, К.А. Тімірязєва, Д.Н. Прянишникова, С.П. Костичева, Е. Фішера, О.Я. Данілєвського, Л. Пастера, Х. Кребса).

У 1925 році у Харкові О.В. Палладін заснував науково-дослідний інститут (нині Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України у Києві).

Таким чином, третій період був періодом становлення та розвитку біохімії.

Четвертий період в історії біохімії бере свій початок у 40–50-х роках ХХ ст. і характеризується активним використанням фізико-хімічних і математичних методів у біохімічних дослідження: вивченням основних життєвих процесів – молекулярних основ збереження та передачі генетичної інформації, механізмів біосинтезу білків, розшифруванням структури окремих білків, здійсненням їх синтезу та біосинтезу з використанням методів генної інженерії, а також вивченням структури та функції біомембран.

1.3. Значення біохімії для харчової промисловості

Біохімія відіграє важливу роль в удосконаленні технологічних процесів харчової промисловості та створенні нових схем і принципів переробки харчової сировини рослинного походження.

Надзвичайно тісно пов'язані з біохімією всі галузі харчової промисловості, які грунтуються на використанні різних видів бродіння.

Суттєву роль біохімічні процеси відіграють у таких галузях промисловості, як борошномельна, хлібопекарська, вітамінна, консервна, виноробна, м'ясо-молочна, спиртово-горілчана, пивоварна та інші.

Технологічний процес різних виробництв базується на схожих біохімічних процесах. Завдання технолога полягає в тому, щоб спрямувати біохімічні процеси в потрібному напрямі та забезпечити отримання високоякісної продукції.

У представленому посібнику у стислій формі висвітлено основні питання статичної і динамічної біохімії.

Значна увага приділяється питанням біохімії м'яса і крові, основним типам бродіння, які мають значення у харчових технологіях, біохімічній характеристиці рослинних речовин вторинного походження.

1.4. Поняття про живий організм як єдину функціональну одиницю

Організм – це єдина функціональна, біологічна одиниця (система).

Біологічна система – сукупність взаємодіючих гетерогенних елементів, що утворюють цілісний біологічний об’єкт, який реалізує незворотні процеси за допомогою енергії довкілля.

До біологічних систем належать: клітина, тканина, орган, організм, біологічне угруповання тощо.

Концепцію біологічних систем сформулював у 30-х pp. XX ст. австрійський біолог Л. фон Берталанфі.

Визначено основні властивості біологічних систем:

а) обмін енергією та інформацією з довкіллям;

б) саморегуляція;

в) адаптація;

г) самовідтворення;

д) гомеостаз.

Організм людини як біологічна система

1.5. Живлення як основа життєдіяльності

Живлення живих організмів формувалося у процесі історичного розвитку і кожний вид виробив власний, особливий, притаманний йому тип обміну речовин.

Обмін речовин

Саме обмін речовин лежить в основі живлення усіх вдів живих організмів. Організми відрізняються тим, яке джерело енергії (світлове або хімічне) та яке джерело вуглецю (органічне чи неорганічне) вони використовують.

Існують два типи організмів за характером живлення і використання енергії – автотрофи і гетеротрофи.

Автотрофи – організми, які живляться неорганічними речовинами ґрунту, повітря, води і утворюють з них органічні речовини, з яких будують своє тіло–це деякі бактерії та усі зелені рослини.

Гетеротрофи – організми, які нездатні синтезувати органічні сполуки із неорганічних довкілля. Вони використовують для синтезу власних органічних сполук вуглець у формі інших органічних речовин, заздалегідь синтезованих автотрофами. Це і є для них джерело енергії та будівельний матеріал.

Значення живлення першочергове, адже в організм з їжею надходять поживні речовини, де вони розщеплюються на простіші білки, жири, вуглеводи для побудови власного тіла виділяється енергія, організм росте, рухається.

Біологія живлення

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1. Завдання і предмет вивчення дисципліни загальна біохімія.

2. Предмет вивчення статичної біохімії, динамічної та функціональної біохімії.

3. Характеристика періодів історії формування біохімії.

4. Значення біохімії у харчовій промисловості.

5. Що таке біологічна система?

6. Розмежуйте поняття автотрофи та гетеротрофи.

На початок

Наступна