რომელ ორგანოებში ხდება ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნა? ორგანული ნივთიერებებისა და ნაერთების დაჟანგვა: რეაქციის პროცესი და წარმოქმნის საბოლოო პროდუქტები

თანამედროვე დედამიწის პირობებში ორგანული ნაერთების ბუნებრივი წარმოქმნა არაორგანულიდან პრაქტიკულად არ ხდება. უფრო მეტიც, ცოცხალი ორგანული ნივთიერების გაჩენა შეუძლებელია. რაც შეეხება ადრეულ დედამიწას, მასზე პირობები სრულიად განსხვავებული იყო. შემცირებული ატმოსფერო წყალბადის, მეთანისა და ამიაკის მაღალი კონცენტრაციით, მზის ინტენსიური ულტრაიისფერი გამოსხივებით, რომელიც არ შეიწოვება ასეთი ატმოსფეროს მიერ და ძლიერი ელექტრული გამონადენი ატმოსფეროში ქმნის აუცილებელ და, როგორც ჩანს, საკმარის პირობებს ორგანული ნაერთების ფორმირებისთვის. . მართლაც, ადრეული დედამიწის სავარაუდო ატმოსფეროს სიმულაციის პირობებში ჩატარებულმა ლაბორატორიულმა ექსპერიმენტებმა წარმოქმნა მთელი რიგი ორგანული ნაერთები, მათ შორის ამინომჟავები, რომლებიც ცოცხალი ცილების ნაწილია.

ატმოსფეროში ჟანგბადის არარსებობა აუცილებელი პირობა იყო ორგანული ნივთიერებების სპონტანური სინთეზისთვის. თუმცა, შემდგომი გარდაქმნების თვალსაზრისით, ეს ფაქტორი დამღუპველი აღმოჩნდა. სინამდვილეში, ჟანგბადისგან მოკლებული ატმოსფერო თითქმის თავისუფლად გადასცემს ძლიერ ულტრაიისფერ გამოსხივებას (თანამედროვე დედამიწის ატმოსფეროს აქვს ოზონის შრე, რომელიც წარმოიქმნა ჟანგბადის კომპონენტთან ერთად, რომელიც შთანთქავს ამ გამოსხივებას). რადიაცია, ორგანული ნაერთების სინთეზის ქიმიური რეაქციებისთვის ენერგიის მიწოდებისას, ამავე დროს მიდრეკილია მათი დაუყოვნებლივ განადგურებისკენ. მაშასადამე, ატმოსფეროში წარმოქმნილი ბიოპოლიმერები, ლიპიდები და ნახშირწყალბადები გაჩენისთანავე განწირული იყო. იმისათვის, რომ არ მოკვდნენ, მათ სჭირდებოდათ მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების მავნე ზემოქმედებისგან დამალვა. ითვლება, რომ ამ ორგანული ნაერთებიდან ზოგიერთი გადაურჩა განადგურებას პირველადი რეზერვუარების წყლის გარემოში შესვლით.

აქ, წყლის გარემოში, ორგანული ნაერთები შედიოდნენ სხვადასხვა ქიმიურ რეაქციაში, რომელთა შორის ისარგებლეს რეაქციებმა, რამაც გამოიწვია ყველაზე აქტიური კატალიზატორების თვითგანვითარება. ბუნება ძალიან მკაცრად იცავდა ციკლური რეაქციების ბუნებრივ შერჩევას, რომლებსაც შეუძლიათ თვითშენარჩუნება, მათ შორის რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის გამო. ევოლუციური რეაქციების, კერძოდ, პოლიმერიზაციის რეაქციების (იგივე ტიპის მოლეკულების - მონომერების მაკრომოლეკულებში შერწყმა) ენერგომომარაგების პრობლემა ევოლუციის ამ ეტაპზე ყველაზე მნიშვნელოვანია, რადგან წყლის გარემო ნაკლებად უწყობს ხელს ქიმიური ნივთიერებების გააქტიურებას. რეაქციები. ამიტომ მხოლოდ მაღალენერგეტიკული რეაქციები, რომლებიც მოიცავს განსაკუთრებით ეფექტურ, თვითგანვითარებულ კატალიზატორებს, შეიძლება „გადარჩნენ“.

აქ დადგა განვითარების ერთ-ერთი მთავარი მომენტი. დავუშვათ, რომ ბიოევოლუციაზე გადასასვლელად აუცილებელი ქიმიური რეაქციები წარმოიშვა და შეიძინა თვითშენარჩუნების თვისება. მათი შენარჩუნებისთვის (და, რა თქმა უნდა, შემდგომი განვითარებისთვის), შესაბამისი მოცულობები უნდა იყოს გარკვეულწილად იზოლირებული არაორგანიზებული გარემოსგან, მასთან მატერიისა და ენერგიის გაცვლის უნარის დაკარგვის გარეშე. ამ ორი, ერთი შეხედვით, შეუთავსებელი პირობის ერთდროული შესრულება სავალდებულო იყო ქიმიური ევოლუციის ხარისხობრივად ახალ დონეზე მისასვლელად.

ეს შესაძლებლობა იქნა ნაპოვნი ლიპიდებისგან სპეციალური სტრუქტურების ფორმირების გამო - მემბრანის ჭურვები . თანამედროვე ლაბორატორიული ექსპერიმენტების შედეგები იძლევა საფუძველს ვიფიქროთ, რომ ლიპიდების გარკვეული კონცენტრაციის დროს წყალში და გარე პირობებში, რომელიც სიმულაციას უწევს მაშინდელი დედამიწის ატმოსფეროსა და ჰიდროსფეროს მდგომარეობას, ხდება თვითორგანიზაციის დამახასიათებელი პროცესი, რაც იწვევს მემბრანული თვისებების მქონე ლიპიდური ჭურვების თვითშეკრება.

გარდა ამისა, ძნელი არ არის ვივარაუდოთ, რომ ციკლური კატალიზური რეაქციების შერჩევის და ლიპიდური გარსების თვითშეკრების პროცესები დროში და სივრცეში დაემთხვა. ამრიგად, ბუნებრივი წარმონაქმნები კარგად შეიძლებოდა გამოჩენილიყო, იზოლირებული გარემოს დესტრუქციული გავლენისგან, მაგრამ მასთან დაკავშირებული მეტაბოლიზმით. თვითშენარჩუნებული რეაქციები დაიწყო ერთგვარ რეაქტორში, რაც ხელს უწყობს მასში შემავალი ბიოპოლიმერული სისტემის მნიშვნელოვანი არაბალანსის შენარჩუნებას. ახლა ქიმიური რეაგენტების პოზიცია მოწესრიგებულია, გარსზე ადსორბციულმა პროცესებმა ხელი შეუწყო მათი კონცენტრაციის ზრდას და, შესაბამისად, კატალიზური ეფექტის გააქტიურებას. ფაქტობრივად, შედგა ქიმიური ნარევებიდან გადასვლა ორგანიზებულ სისტემებზე, რომლებიც ადაპტირებულია შემდგომი განვითარებისთვის.

ასევე განიხილება რიგი სხვა მოდელები, რომლებიც მივყავართ მსგავს მნიშვნელოვან, მაგრამ მაინც შუალედურ მოვლენამდე ბიოლოგიურ ევოლუციაზე გადასვლის გზაზე. ერთ-ერთი მათგანი განიხილავს პროცესებს, რომლებიც დაკავშირებულია ატმოსფეროში საწყისი ორგანული ნაერთების წარმოქმნასთან, იმ ვარაუდით, რომ ადრეული დედამიწა თავისი იშვიათი შემცირებული ატმოსფეროთი იყო ცივი სხეული, რომლის ტემპერატურა იყო -50 °C-მდე. ამ მოდელის არსებითი პუნქტია ვარაუდი, რომ ატმოსფერო ამ პირობებში იყო იონიზებული, ანუ ცივი პლაზმის მდგომარეობაში იყო. ეს პლაზმა ითვლება ენერგიის მთავარ წყაროდ ქიმიური ევოლუციის რეაქციებისთვის. დაბალი ტემპერატურის ვარაუდი გამოიყენება ატმოსფეროში წარმოქმნილი ბიოპოლიმერების შენარჩუნების ასახსნელად: გაყინვისას ისინი დედამიწის ყინულის საფარზე დაეცა და ამ ბუნებრივ მაცივარში ინახებოდა „უკეთეს დრომდე“. ამ ფორმით მათთვის ულტრაიისფერი გამოსხივება და ელექტროენერგიის ძლიერი გამონადენი აღარ იყო ისეთი საშიში.

გარდა ამისა, ვარაუდობენ, რომ „უკეთესი დრო“ დადგა ტექტონიკური აქტივობის გაძლიერებით და მასიური ვულკანური ამოფრქვევების დაწყებით. ვულკანური აქტივობის პროდუქტების ატმოსფეროში გამოშვებამ გამოიწვია მისი დატკეპნა და იონიზაციის საზღვრის გადატანა უფრო მაღალ ფენებზე. ტემპერატურის პირობების ცვლილებით, ყინულის საფარი ბუნებრივად დნება, წარმოიქმნა პირველადი რეზერვუარები, რომლებშიც გალღობის შემდეგ დიდი ხნის განმავლობაში დაგროვილი ბიოპოლიმერები, ლიპიდები და ნახშირწყალბადები იწყებენ აქტიურ ქიმიურ აქტივობას. აქედან გამომდინარე, შეგვიძლია ვისაუბროთ მათ მაღალ კონცენტრაციაზე "პირველადი ბულიონი"(როგორც მიღებულ ნივთიერებას ხშირად უწოდებენ), რაც კიდევ ერთი დადებითი ფაქტორი იყო ქიმიური ევოლუციის გაძლიერების თვალსაზრისით.

განმეორებითმა ექსპერიმენტებმა დაადასტურა, რომ გალღობის დროს, ლიპიდები რეალურად ავლენენ თვითშეკრებას, ქმნიან მიკროსფეროებს ათობით მიკრომეტრის დიამეტრით. არ აქვს მნიშვნელობა, როგორ მთავრდება ბიოპოლიმერები მათ შიგნით - შეაღწევენ ისინი მემბრანულ ფენას თუ ლიპიდური გარსი მათ თანდათან აფარებს. მთავარია, რომ მემბრანული გარსით გარშემორტყმულ მოცულობაში შეიძლება დაიწყოს ევოლუციის ახალი ეტაპი - ქიმიური რეაქციებიდან ბიოქიმიურზე გადასვლა.

რაც შეეხება გადამწყვეტ მომენტს – უმარტივეს უჯრედზე გადასვლას, ის შეიძლება ჩაითვალოს მატერიის თვითორგანიზებისთვის დამახასიათებელი ნახტომის შედეგად. ამ ნახტომისთვის მოსამზადებლად, ქიმიური ევოლუციის პროცესში კიდევ რამდენიმე სტრუქტურა უნდა გამოჩენილიყო, რომელსაც შეუძლია პროტოცელისთვის აუცილებელი ფუნქციების შესრულება. განიხილება ასეთი სტრუქტურული ფრაგმენტები ფრაქციები , დამუხტული ნაწილაკების გადაცემის უზრუნველყოფა, რაც აუცილებელია ნივთიერების ტრანსპორტირებისთვის. სხვა ჯგუფებმა უნდა უზრუნველყონ ენერგომომარაგება - ეს ძირითადად ფოსფორის შემცველი ნაერთების მოლეკულებია (ADP-ATP სისტემა). და ბოლოს, აუცილებელია პოლიმერული სტრუქტურების ჩამოყალიბება, როგორიცაა დნმ და რნმ, რომელთა ძირითადი ფუნქციაა ემსახურება კატალიზური მატრიცა თვითრეპროდუქციისთვის.

არ უნდა გამოგვრჩეს კიდევ ერთი საკვანძო პუნქტი, რომელიც დაკავშირებულია იზომერული სიმეტრიის დარღვევასთან. როგორ მოხდა არჩევანი მემარცხენე ორგანული ნივთიერების სასარგებლოდ, მხოლოდ იმის გამოცნობაა შესაძლებელი, მაგრამ ის ფაქტი, რომ ეს რყევა მაშინვე წინ უძღოდა სიცოცხლის წარმოშობას, სრულიად ბუნებრივი ჩანს. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ბიოლოგიური ევოლუცია "გაიწყო" მარცხენა პროტოუჯის გაჩენით.

განათლების ფედერალური სააგენტო

სახელმწიფო საგანმანათლებლო დაწესებულება

ნოვგოროდის სახელმწიფო უნივერსიტეტის სახელობის. იაროსლავ ბრძენი

მეცნიერებათა და ბუნებრივი რესურსების ფაკულტეტი

ქიმიისა და ეკოლოგიის კათედრა

მცენარეების მიერ ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნა და მოხმარება

სახელმძღვანელო მითითებების კრებული

ველიკი ნოვგოროდი

მცენარეთა მიერ ორგანული ნივთიერებების ფორმირება და მოხმარება: ლაბორატორიული სამუშაოების მითითებების კრებული / შედგენილი Kuzmina I. A. - NovSU, Veliky Novgorod, 2007. - 12 გვ.

გაიდლაინები განკუთვნილია 020801.65 სპეციალობის სტუდენტებისთვის - "ეკოლოგია" და ყველა სტუდენტისთვის, ვინც სწავლობს "ზოგად ეკოლოგიას".

ორგანული ნივთიერებების ფორმირებისთვის - დედამიწაზე მცენარეული ბიომასის საფუძველი - საჭიროა ატმოსფერული ნახშირორჟანგი და წყალი, ასევე ნიადაგის მინერალები. გარკვეული ტალღის სიგრძის სინათლის გამოყენებით, ნახშირორჟანგი ფიქსირდება მცენარეებში ფოტოსინთეზის დროს. შედეგად ატმოსფეროში გამოიყოფა ჟანგბადი, რომელიც წარმოიქმნება წყლის ფოტოლიზის დროს. ეს არის ბიოქიმიური ნახშირბადის ციკლის პირველი ეტაპი.

დედამიწაზე ფოტოსინთეზის შედეგად შენახული ენერგიის რაოდენობა უზარმაზარია. ყოველწლიურად, მწვანე მცენარეების მიერ ფოტოსინთეზის შედეგად წარმოიქმნება 100 მილიარდი ტონა ორგანული ნივთიერება, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 450-1015 კკალ მზის ენერგიას, გარდაიქმნება ქიმიური ბმების ენერგიად. ამ პროცესებს თან ახლავს ისეთი მასშტაბური მოვლენები, როგორიცაა მცენარეების მიერ დაახლოებით 170 მილიარდი ტონა ნახშირორჟანგის ასიმილაცია, დაახლოებით 130 მილიარდი ტონა წყლის ფოტოქიმიური დაშლა, საიდანაც გამოიყოფა 115 მილიარდი ტონა თავისუფალი ჟანგბადი.

ჟანგბადი არის სიცოცხლის საფუძველი ყველა ცოცხალი არსებისთვის, რომლებიც მას იყენებენ სუნთქვის პროცესში სხვადასხვა ორგანული ნაერთების დასაჟანგად; გამოირჩევა CO2.ეს არის ნახშირბადის ბიოქიმიური ციკლის მეორე ეტაპი, რომელიც დაკავშირებულია ცოცხალი ორგანიზმების ნახშირორჟანგის ფუნქციასთან. ამ შემთხვევაში, პირველ ეტაპზე ჟანგბადის გამოყოფა დაახლოებით მასშტაბის რიგით მეტია, ვიდრე მისი შეწოვა მეორე ეტაპზე, რის შედეგადაც, მწვანე მცენარეების ფუნქციონირებისას, ჟანგბადი გროვდება ატმოსფეროში.

ფოტოსინთეზის პროცესში ავტოტროფებით შეკრული ენერგია შემდგომში იხარჯება სხვადასხვა ჰეტეროტროფების, მათ შორის ადამიანების სასიცოცხლო აქტივობაზე, ნაწილობრივ გადაიქცევა თერმულ ენერგიად და ინახება მთელ რიგ კომპონენტებში, რომლებიც ქმნიან ბიოსფეროს (მცენარეები და ნიადაგი). ხმელეთის ბიომებში, ფოტოსინთეზის დროს ნახშირბადს ყველაზე ძლიერად იკავებენ ტყეები (-11 მილიარდი ტონა წელიწადში), შემდეგ სახნავი მიწა (-4 მილიარდი ტონა), სტეპები (-1,1 მილიარდი ტონა), უდაბნოები (-0,2 მილიარდი ტონა). მაგრამ ყველაზე მეტად ნახშირბადს აკავშირებს მსოფლიო ოკეანე, რომელიც იკავებს დედამიწის ზედაპირის დაახლოებით 70%-ს (127 მილიარდი ტონა წელიწადში).

ავტოტროფების შედეგად მიღებული ორგანული ნივთიერებები შედიან სხვადასხვა ჰეტეროტროფების კვების ჯაჭვებში და, მათში გავლისას, გარდაიქმნებიან, კარგავენ მასას და ენერგიას (მასის პირამიდები, ენერგია), ეს უკანასკნელი იხარჯება ყველა ორგანიზმის სასიცოცხლო პროცესებზე, რომლებიც შედის რგოლებად. კვებით ჯაჭვებში გადადის მსოფლიო სივრცეში თერმული ენერგიის სახით.

სხვადასხვა ცოცხალი ორგანიზმების ორგანული ნივთიერებები, მათი სიკვდილის შემდეგ, ხდება ჰეტეროტროფული მიკროორგანიზმების საკუთრება (საკვები). მიკროორგანიზმები ანადგურებენ ორგანულ ნივთიერებებს კვების, სუნთქვისა და დუღილის პროცესში. ნახშირწყლების დაშლისას წარმოიქმნება ნახშირორჟანგი, რომელიც გამოიყოფა ატმოსფეროში ხმელეთის დაშლილი ორგანული ნივთიერებებისგან, ასევე ნიადაგიდან. ცილების დაშლის შედეგად წარმოიქმნება ამიაკი, რომელიც ნაწილობრივ გამოიყოფა ატმოსფეროში და ძირითადად ნიტრიფიკაციის პროცესით ავსებს ნიადაგში აზოტის მარაგს.

ორგანული ნივთიერებების ნაწილი არ იშლება, მაგრამ ქმნის "სარეზერვო ფონდს". პრეისტორიულ ხანაში ასე წარმოიქმნა ქვანახშირი, გაზი, ფიქალი, ამჟამად კი - ტორფი და ნიადაგის ნეშომპალა.

ყველა ზემოაღნიშნული პროცესი წარმოადგენს ბიოქიმიური ციკლების (ნახშირბადის, ჟანგბადის, აზოტის, ფოსფორის, გოგირდის და ა.შ.) უმნიშვნელოვანეს ეტაპებსა და ფაზებს. ამრიგად, ცოცხალი მატერია მისი მეტაბოლიზმის პროცესში უზრუნველყოფს ბიოსფეროს არსებობის სტაბილურობას ჰაერის, წყლის, ნიადაგის გარკვეული შემადგენლობით და ადამიანის ჩარევის გარეშე დედამიწის ეკოსისტემის ეს ჰომეოსტაზა განუსაზღვრელი ვადით შენარჩუნდებოდა.

2 უსაფრთხოების მოთხოვნები

ექსპერიმენტები ტარდება მკაცრად მეთოდოლოგიური მითითებების შესაბამისად. სამუშაოს შესრულებისას უნდა დაიცვან ქიმიური ლაბორატორიების უსაფრთხოების ზოგადი წესები. თუ რეაგენტები მოხვდება კანთან ან ტანსაცმელთან, დაზიანებული ადგილი სწრაფად უნდა ჩამოიბანოთ უამრავი წყლით.

3 ექსპერიმენტული ნაწილი

სამუშაო No1. მცენარეთა ფოთლებში ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნის განსაზღვრა ფოტოსინთეზის დროს (ნახშირბადის შემცველობაზე დაყრდნობით)

ფოტოსინთეზი დედამიწაზე მატერიისა და ენერგიის დაგროვების მთავარი პროცესია, რის შედეგადაც CO2და H2Oწარმოიქმნება ორგანული ნივთიერებები (გლუკოზა ამ ფორმულაში):

6СО2 + 6Н2О + სინათლის ენერგია → С6Н12О6+ 602ტ

ფოტოსინთეზის ინტენსივობის გაზომვის ერთ-ერთი გზაა მცენარეებში ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნის განსაზღვრა ნახშირბადის შემცველობით, რაც მხედველობაში მიიღება ნიადაგებისთვის შემუშავებული და მერქნიანი მცენარეებისთვის შეცვლილი F. 3. Borodulina-ს მიერ შემუშავებული სველი წვის მეთოდით.

ფოთლების ნიმუშში დგინდება ნახშირბადის შემცველობა, შემდეგ ფოთლები ექვემდებარება შუქს 2-3 საათის ან მეტი ხნის განმავლობაში და კვლავ დგინდება ნახშირბადის შემცველობა. მეორე და პირველ განსაზღვრას შორის სხვაობა, რომელიც გამოხატულია ფოთლის ზედაპირის ერთეულზე დროის ერთეულზე, მიუთითებს წარმოქმნილი ორგანული ნივთიერებების რაოდენობაზე.

წვის პროცესში ფოთლების ნახშირბადი იჟანგება გოგირდმჟავაში კალიუმის დიქრომატის 0,4 N ხსნარით. რეაქცია მიმდინარეობს შემდეგი განტოლების მიხედვით:

2K2Cr2О7 + 8H2SO4 + 3C = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O + 3СО2

კალიუმის ბიქრომატის დაუხარჯავი რაოდენობა განისაზღვრება მორის მარილის 0,2 N ხსნარით უკანა ტიტრაციით:

6FeSO4 ∙ (NH4)2SO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 =

Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 6(NH4)2SO4 + K2SO4 + 7H2O

ინდიკატორად გამოიყენება დიფენილამინის უფერო ხსნარი, რომელიც დაჟანგვისას იქცევა ლურჯ-იისფერ დიფენილბენზიდინის იისფერში. კალიუმის დიქრომატი აჟანგებს დიფენილამინს და ნარევი იძენს წითელ-ყავისფერ ფერს. მორის მარილით ტიტრირებისას ექვსვალენტური ქრომი მცირდება სამვალენტიან ქრომამდე. შედეგად, ხსნარის ფერი ცისფერი ხდება, ხოლო ტიტრაციის დასასრულისკენ ხდება ლურჯი-იისფერი. ქრომის ტიტრირებისას მოჰრის მარილის შემდგომი დამატება იწვევს ინდიკატორის დაჟანგული ფორმის გარდაქმნას შემცირებულ (უფეროდ); ჩნდება მწვანე ფერი, რომელსაც ხსნარს ეძლევა სამვალენტიანი ქრომის იონები. ლურჯი-იისფერი ფერის მწვანეზე მკაფიო გადასვლას აფერხებს რკინის იონები, რომლებიც ჩნდება რეაქციის დროს. ტიტრირების რეაქციის დასასრულის უფრო მკაფიო მიზნით, იგი ტარდება ორთოფოსფორის მჟავის თანდასწრებით, რომელიც აკავშირებს Fe3+ იონებს უფერო კომპლექსურ იონ 3-ში და იცავს დიფენილამინს დაჟანგვისგან.

აღჭურვილობა, რეაგენტები, მასალები:

1) 250 მლ კონუსური კოლბები; 2) სითბოს მდგრადი კონუსური კოლბები 100 მლ; 3) პატარა მინის ძაბრები, რომლებიც გამოიყენება რეფლუქს კონდენსატორებად; 4) ბიურეტები; 5) კალიუმის დიქრომატის 0,4 ნ ხსნარი (განზავებულ გოგირდმჟავაში (1:1)); 6) მორის მარილის 0,2 ნ ხსნარი; 7) დიფენილამინი; 8) 85% ფოსფორის მჟავა; 9) დანამატი საბურღი ან სხვა მოწყობილობა 1 სმ დიამეტრის მქონე დისკების დასამარცხებლად; 10) გრადუირებული ცილინდრი; 11) ვეგეტატიური მცენარეები სიმეტრიული ფართო და თხელი ფოთლის პირებით (გერანიუმი, ფუქსია, მერქნიანი მცენარეების ფოთლები).

პროგრესი

ვეგეტატიური მცენარის ფოთოლი იყოფა ორ ნაწილად მთავარი ძარღვის გასწვრივ და ერთ-ერთ მათგანზე ამოჭრილია 1 სმ დიამეტრის 3 დისკი კორპის ბურღით, რომელიც მოთავსებულია კონუსური სითბოს მდგრადი კოლბის ძირზე მოცულობით. 100 მლ, რომელშიც ასხამენ 10 მლ K2Cr2O7 0,4 N ხსნარს. . კოლბა იხურება პატარა ძაბრით ქვევით და მოთავსებულია ელექტრო ღუმელზე დახურულ სპირალზე კვამლის გამწოვში. როდესაც ხსნარი ადუღდება, მიაღწიეთ რბილ ადუღებას 5 წუთის განმავლობაში, ზოგჯერ მსუბუქად შეანჯღრიეთ კოლბა წრიული მოძრაობით ისე, რომ დისკები კარგად დაიფაროს სითხით. კოლბის თავზე (კისრის დაფარვის გარეშე) მოთავსებულია სქელი ქაღალდის რამდენიმე ფენისგან დამზადებული ქამარი, რომელიც ხელს შეუშლის ხელების დამწვრობას კოლბის შიგთავსის მორევისას და მისი გადაწყობისას.

შემდეგ კოლბა გადმოიღება ცეცხლიდან, დადებულია კერამიკულ ფილაზე და გაცივდება. სითხე უნდა იყოს მოყავისფრო ფერის. თუ მისი ფერი მომწვანოა, მაშინ ეს მიუთითებს ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვისთვის მიღებული კალიუმის ბიქრომატის არასაკმარის რაოდენობაზე. ამ შემთხვევაში, განსაზღვრა უნდა განმეორდეს მეტი რეაგენტით ან ნაკლები ჭრილობით.

გაციებულ ხსნარს მცირე ულუფებით რამდენიმე ეტაპად ემატება 150 მლ გამოხდილი წყალი, შემდეგ ამ სითხეს თანდათან ასხამენ 250 მლ კოლბაში, რომელშიც ემატება 3 მლ 85% ორთოფოსფორის მჟავა და 10 წვეთი დიფენილამინი. შეანჯღრიეთ შიგთავსი და დაატიტრათ 0,2 ნ მორის მარილის ხსნარით.

ამავდროულად, ტარდება საკონტროლო განსაზღვრა (მცენარეული მასალის გარეშე), ყველა ზემოაღნიშნული ოპერაციის ყურადღებით დაკვირვებით. მორის მარილი შედარებით სწრაფად კარგავს ტიტრს, ამიტომ განსაზღვრის დაწყებამდე ხსნარი პერიოდულად უნდა შემოწმდეს.

ფოთლის ზედაპირის 1 დმ2-ში შემავალი ორგანული ნახშირბადის რაოდენობა გამოითვლება ფორმულით:

a არის მორის მარილის რაოდენობა მლ-ში, რომელიც გამოიყენება საკონტროლო ხსნარის ტიტრირებისთვის;

b არის მორის მარილის რაოდენობა მლ-ში, რომელიც გამოიყენება ექსპერიმენტული ხსნარის ტიტრირებისთვის;

კ - მორის მარილის ტიტრის კორექტირება;

0,6 - მილიგრამი ნახშირბადი, რომელიც შეესაბამება 1 მლ მორის მარილის ზუსტად 0,2 N ხსნარს;

S - კალმების ფართობი, სმ2.

შედეგების ჩაწერის სქემა

ნახშირბადის რაოდენობის გამოთვლის მაგალითი:

1. ექსპერიმენტის დასაწყისში:

a = 19 მლ, b = 9 მლ, k = 1, S = πr2∙3 = (3,14 ∙ 12) ∙ 3 = 9,4 სმ2

წყალბადი" href="/text/category/vodorod/" rel="bookmark">წყალბადი აქრობს ლორწოს ნახშირორჟანგის, წყლისა და აზოტის ოქსიდების სახით. დარჩენილი არაასტაბილური ნარჩენი (ნაცარი) შეიცავს ელემენტებს, რომლებსაც ნაცარი ეწოდება. განსხვავება მთელი მშრალი ნიმუშის მასა და ნაცარი ნარჩენი არის ორგანული ნივთიერების მასა.

1) ანალიტიკური ან ზუსტი ტექნოქიმიური ნაშთები; 2) მაყუჩის ღუმელი; 3) ჯვარედინი მაშები; 4) ელექტრო ღუმელი დახურული სპირალით; 5) ფაიფურის ჭურჭელი ან აორთქლების თასები; 6) გაკვეთის ნემსები; 7) საშრობი; 8) ალკოჰოლი; 9) გამოხდილი წყალი; 10) კალციუმის ქლორიდი; 11) ხის ნამსხვრევები, დაქუცმაცებული ქერქი, ფოთლები, ნეშომპალა ნიადაგი, გამხმარი აბსოლუტურად მშრალ მასამდე.

პროგრესი

ხის, ქერქის, ფოთლების, აგრეთვე ნიადაგის (3-6 გ ან მეტი) მშრალი და დაქუცმაცებული ნიმუშები, რომლებიც შერჩეულია საშუალო სინჯის მეთოდით, იწონება 0,01 გ-მდე ტრასაზე. მოთავსებულია კალცინირებული და აწონილი ფაიფურის ჭურჭელში ან აორთქლების ჭურჭელში (5-7 სმ დიამეტრის), სავსე რკინის ქლორიდის 1%-იანი ხსნარით, რომელიც გაცხელებისას ყავისფერი ხდება და გაცხელებისას არ ქრება. ორგანული ნივთიერებების შემცველი ჭურჭელი მოთავსებულია გახურებულ ელექტრო ღუმელზე კვამლის გამწოვში და თბება ნახშირწყლამდე და შავი კვამლის გაქრობამდე. უფრო მეტიც, თუ მცენარეული მასალა უფრო დიდია, მისი დამატება შესაძლებელია წინასწარ აწონილი ნიმუშიდან.

შემდეგ ჭურჭელს ათავსებენ მაფლის ღუმელში 400-450 ° C ტემპერატურაზე და წვავენ კიდევ 20-25 წუთის განმავლობაში, სანამ ნაცარი არ გახდება რუხი-თეთრი. მაღალ კალცინაციურ ტემპერატურაზე შეიძლება იყოს გოგირდის, ფოსფორის, კალიუმის და ნატრიუმის მნიშვნელოვანი დანაკარგები. ასევე შეიძლება მოხდეს სილიციუმის მჟავასთან შერწყმა, რაც ხელს უშლის სრულ ფერფლს. ამ შემთხვევაში წყდება კალცინაცია, ჭურჭელი გაცივებულია და მას ემატება რამდენიმე წვეთი ცხელი გამოხდილი წყალი; გააშრეთ თეფშზე და გააგრძელეთ კალცირება.

შესაძლებელია ფერფლის ფერის შემდეგი ვარიანტები: წითელ-ყავისფერი (ნიმუშში რკინის ოქსიდების მაღალი შემცველობით), მომწვანო (მანგანუმის თანდასწრებით), რუხი-თეთრი.

მაყუჩის ღუმელის არარსებობის შემთხვევაში, წვა შეიძლება განხორციელდეს საგანმანათლებლო მიზნებისთვის ელექტრო ღუმელზე წევის ქვეშ. უფრო მაღალი ტემპერატურის შესაქმნელად საჭიროა კრამიტი მჭიდროდ დავიცვათ რკინის ფურცლით გვერდის სახით 5-7 სმ სიმაღლის ფილის ფურცლიდან და ასევე ზემოდან დაფაროთ აზბესტის ნაჭერი. წვა გრძელდება 30-40 წუთი. წვის დროს აუცილებელია მასალის პერიოდულად მორევა გამჭრელი ნემსით. დაწვა ასევე ტარდება თეთრ ფერფლამდე.

ნელი წვის შემთხვევაში მცირე რაოდენობით სპირტს ასხამენ გაციებულ ჭურჭელში და აანთებენ. ნაცარში არ უნდა იყოს შესამჩნევი შავი ნახშირის ნაწილაკები. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ნიმუშები მუშავდება 1 მლ გამოხდილი წყლით, ურევენ და მეორდება კალცინაცია.

წვის დასრულების შემდეგ, ჭურჭელი გაცივებულია საშრობს სახურავით და იწონება.

განცხადება" href="/text/category/vedomostmz/" rel="bookmark">დაფაზე დახატული განცხადება.

შედეგების ჩაწერის სქემა

დედამიწაზე ცოცხალი ორგანიზმების ნებისმიერი საზოგადოება ხასიათდება პროდუქტიულობითა და მდგრადობით. პროდუქტიულობა განისაზღვრება, კერძოდ, როგორც განსხვავება ორგანული ნივთიერებების დაგროვებასა და მოხმარებას შორის ისეთი კარდინალური პროცესების დროს, როგორიცაა ფოტოსინთეზი და სუნთქვა. პირველ პროცესში ორგანული ნივთიერებები სინთეზირდება ნახშირორჟანგიდან და წყლისგან ჟანგბადის გამოყოფით, მეორეში კი იშლება უჯრედების მიტოქონდრიებში მიმდინარე ჟანგვითი პროცესების გამო ჟანგბადის შეწოვით. სხვადასხვა მცენარეები მნიშვნელოვნად განსხვავდება ამ პროცესებს შორის ურთიერთობაში. დიახ, y C4მცენარეებს (სიმინდი, სორგო, შაქრის ლერწამი, მანგროები) აქვთ ფოტოსინთეზის მაღალი ინტენსივობა მცირე მსუბუქი სუნთქვით, რაც უზრუნველყოფს მათ მაღალ პროდუქტიულობას. C3მცენარეები (ხორბალი, ბრინჯი).

C3 - მცენარეები. ეს არის დედამიწაზე არსებული მცენარეების უმრავლესობა C3- ფოტოსინთეზის დროს ნახშირორჟანგის დაფიქსირების გზა, რის შედეგადაც წარმოიქმნება სამნახშირბადოვანი ნაერთები (გლუკოზა და ა.შ.). ეს არის ძირითადად ზომიერი განედების მცენარეები, რომელთა ოპტიმალური ტემპერატურაა +20...+25°C და მაქსიმალური +35...+45°C.

C4 -მცენარეები. ეს არის ის, ვისი ფიქსაციის პროდუქტები CO2არის ოთხნახშირბადოვანი ორგანული მჟავები და ამინომჟავები. ეს მოიცავს ძირითადად ტროპიკულ მცენარეებს (სიმინდი, სორგო, შაქრის ლერწამი, მანგროები). C4- ფიქსაციის გზა CO2ამჟამად გვხვდება 943 სახეობაში 18 ოჯახიდან და 196 გვარიდან, მათ შორის ზომიერი განედების მარცვლოვან მცენარეებში. ეს მცენარეები გამოირჩევიან ფოტოსინთეზის ძალიან მაღალი ინტენსივობით და იტანენ მაღალ ტემპერატურას (მათი ოპტიმუმია +35...+45°C, მაქსიმალური +45...+60°C). ისინი ძალიან ეგუებიან ცხელ პირობებს, იყენებენ წყალს ეფექტურად, კარგად იტანენ სტრესს - გვალვას, მარილიანობას და ახასიათებთ ყველა ფიზიოლოგიური პროცესის გაზრდილი ინტენსივობა, რაც განსაზღვრავს მათ ძალიან მაღალ ბიოლოგიურ და ეკონომიკურ პროდუქტიულობას.

აერობული სუნთქვა (ჟანგბადის მონაწილეობით) ფოტოსინთეზის საპირისპირო პროცესია. ამ პროცესში უჯრედებში სინთეზირებული ორგანული ნივთიერებები (საქაროზა, ორგანული და ცხიმოვანი მჟავები) იშლება, ათავისუფლებს ენერგიას:

С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + ენერგია

ყველა მცენარე და ცხოველი იღებს ენერგიას სასიცოცხლო ფუნქციების შესანარჩუნებლად სუნთქვის გზით.

მცენარეთა სუნთქვის სიჩქარის განსაზღვრის მეთოდი ეფუძნება მცენარეების მიერ გამოთავისუფლებული ნახშირორჟანგის ოდენობის გათვალისწინებას, რომელიც შეიწოვება ბარიტის მიერ:

Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3 + H2O

ჭარბი ბარიტი, რომელსაც რეაქცია არ მოჰყოლია CO2,ტიტრატი მარილმჟავით:

Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + H2O

აღჭურვილობა, რეაგენტები, მასალები

1) ფართოყელიანი კონუსური კოლბები 250 მლ ტევადობით; 2) რეზინის საცობები გაბურღული ხვრელებით, რომელშიც ჩასმულია მინის მილი; მილში 12-15 სმ სიგრძის თხელი მავთული იჭრება; 3) ტექნოქიმიური სასწორები; 4) წონები; 5) შავი გაუმჭვირვალე ქაღალდი; 6) ბურეტები Ba(OH)2 ხსნარით და ზემოდან საცობი, რომელშიც ჩასმულია ტუბი სოდა ცაცხვით; 7) Ba(OH)2-ის 0,1 N ხსნარი; 8) 0,1 N HCI ხსნარი; 9) ფენოლფთალეინის 1%-იანი ხსნარი საწვეთურში; 10) მწვანე ფოთლები, ახლად დაკრეფილი ველურ ბუნებაში ან შიდა მცენარეების ფოთლები.

პროგრესი

5-8 გ მწვანე, ახლად დაკრეფილი მცენარის ფოთოლს აწონებენ ფურცლებით ტექნოქიმიურ სასწორზე, ფურცლებს ამაგრებენ მავთულის ერთი ბოლოთი, რომელიც საცობის ნახვრეტით არის გამოყვანილი (სურ. 1).

ბრინჯი. 1. დამონტაჟებული კოლბა სუნთქვის ინტენსივობის დასადგენად:

1 - მავთული, 2 - მინის მილი, 3 - რეზინის საცობი, 4 - ფოთლების მტევანი, 5 - ბარიტი.

რეკომენდირებულია პირველ რიგში ჩაატაროთ სატესტო მონტაჟი მასალის კოლბაში ჩაშვებით და კოლბის საცობით დახურვით. დარწმუნდით, რომ საცობი მჭიდროდ ფარავს კოლბას, ფოთლების მტევანი მდებარეობს კოლბის ზედა ნაწილში და მანძილი ბარიტსა და მტევანს შორის საკმარისად დიდია. რეკომენდირებულია კოლბას, საცობსა და მილს შორის არსებული ყველა ხვრელის დალუქვა პლასტილინით და სისტემის იზოლაცია ფოლგის ნაჭრით მილის მავთულის ზედა გასასვლელში.

10 მლ 0,1 N Ba(OH)2 ხსნარი ბიურეტიდან ასხამენ საცდელ კოლბაში, მასალას ათავსებენ და იზოლირებენ ზემოაღნიშნული მეთოდით. კონტროლი (მცენარეების გარეშე) ტარდება 2-3-ჯერ. ყველა კოლბა დაფარულია შავი გაუმჭვირვალე ქაღალდით, რათა გამოირიცხოს ფოტოსინთეზი და ყველა კოლბის იდენტურობა, აღნიშნულია ექსპერიმენტის დაწყების დრო, რომელიც გრძელდება 1 საათი ექსპერიმენტის დროს, კოლბები უნდა მოხდეს პერიოდულად რხევით, რათა განადგურდეს წარმოქმნილი BaCO3 ფილმი ბარიტის ზედაპირზე და ხელს უშლის CO2-ის სრულ შეწოვას.

ერთი საათის შემდეგ, ოდნავ გახსენით საცობი და ამოიღეთ მასალა კოლბებიდან მავთულის სწრაფად ამოღებით. დაუყოვნებლივ დახურეთ საცობი, მილის ზედა იზოლაციით კილიტა. ტიტრაციამდე თითოეულ კოლბას დაამატეთ 2-3 წვეთი ფენოლფთალეინი: ხსნარი ჟოლოსფერი ხდება. ტიტრატი თავისუფალი ბარიტი 0,1 N HCl. ამ შემთხვევაში საკონტროლო კოლბები ჯერ ტიტრირდება. აიღეთ საშუალო და შემდეგ აკრიფეთ ექსპერიმენტული კოლბები. ხსნარები ფრთხილად უნდა იყოს ტიტრირებული, სანამ არ გაუფერულდება. შედეგები ჩაწერეთ ცხრილში (დაფაზე და რვეულში).

საბოლოო პროდუქტი" href="/text/category/konechnij_produkt/" rel="bookmark">ფინალური პროდუქტები

ორგანული ნივთიერებების უმარტივეს ნაერთებად დაშლის კიდევ ერთი ფორმაა მიკრობიოლოგიური პროცესები ნიადაგებსა და წყლებში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ნიადაგის ნეშომპალა და ნახევრად დაშლილი ორგანული ნივთიერებების სხვადასხვა ქვედა ნალექი (საპროპელი და ა.შ.). ამ პროცესებიდან მთავარია აზოტისა და ნახშირბადის შემცველი ორგანული ნივთიერებების საპროფიტების ბიოლოგიური დაშლა, რაც ბუნებრივი ციკლების ამ ელემენტების ციკლების განუყოფელი ნაწილია. ამონიფიკატორი ბაქტერიები მინერალიზებენ ცილებს მცენარეული და ცხოველური ნარჩენებისგან, ისევე როგორც სხვა მიკროორგანიზმებიდან (აზოტის ფიქსატორების ჩათვლით), შარდოვანა, ქიტინი და ნუკლეინის მჟავები, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ამიაკი (NH3). ასევე იშლება გოგირდის შემცველი მცენარეული და ცხოველური ცილები, რის შედეგადაც წარმოიქმნება წყალბადის სულფიდი (H2S). მიკროორგანიზმების ნარჩენი პროდუქტებია ინდოლის ნაერთები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც ზრდის სტიმულატორები. ყველაზე ცნობილი არის β-ინდოლილძმარმჟავა ან ჰეტეროაქსინი. ინდოლიური ნივთიერებები წარმოიქმნება ამინომჟავის ტრიპტოფანისგან.

ორგანული ნივთიერებების მარტივ ნაერთებად დაშლის პროცესი ფერმენტულია. ამონიფიკაციის საბოლოო ეტაპი არის ამონიუმის მარილები, რომლებიც ხელმისაწვდომია მცენარეებისთვის.

აღჭურვილობა, რეაგენტები, მასალები

1) ტექნოქიმიური სასწორები; 2) თერმოსტატი; 3) საცდელი მილები; 4) ბამბის საცობები; 5) ჭიქა; 6) პეტრის კერძები; 7) NaHCO3 8) 5% PbNO3 ან Pb(CH3COO)2; 9) სალკოვსკის რეაგენტი; 10) ერლიხის რეაგენტი; 11) ნინჰიდრინის რეაგენტი; 12)ნესლერის რეაგენტი; 13) ნეშომპალა ნიადაგი; 14) ლუპინის ახალი ფოთლები ან სხვა პარკოსნების გამხმარი ფოთლები; 15) თევზი, ხორცის ფქვილი ან ხორცის ნაჭრები, თევზი.

პროგრესი

ა. ცხოველური ცილების ამონიფიკაცია

ა) სინჯარაში მოათავსეთ 0,5-1 გ ახალი თევზი ან ხორცის პატარა ნაჭერი. დაუმატეთ დასახლებული წყალი სინჯარის მოცულობის ნახევარს და 25-50 მგ NaHCO3 (სკალპელის წვერზე) გარემოს გასანეიტრალებლად, რაც ხელს უწყობს ამონიფიკატორების აქტივობას (მათთვის ხელსაყრელია ნეიტრალური ან ოდნავ ტუტე გარემო pH = 7 და ზემოთ). დაამატეთ ნეშომპალა ნიადაგის მცირე ნაჭერი ამონიფიკატორების გარემოში შესატანად, აურიეთ სინჯარის შიგთავსი, შეაერთეთ სინჯარა ბამბის საცობით, მანამდე დაამაგრეთ ტყვიის ქაღალდი საცდელსა და სინჯარას შორის (ნახ. 2). ) ისე რომ არ შეეხოს ხსნარს. თითოეული საცდელი მილი ზემოდან შემოახვიეთ ფოლგა, რათა თავიდან აიცილოთ გაზის გამოსვლა სინჯარიდან. მოათავსეთ ყველაფერი თერმოსტატში 25-30°C ტემპერატურაზე 7-14 დღის განმავლობაში.

ბრინჯი. 2. დამონტაჟებული სინჯარა ცილის ამონიფიკაციის დასადგენად: 1 - სინჯარა; 2 - ბამბის დანამატი; 3 - ტყვიის ქაღალდი; 4 - ოთხშაბათი.

ეს ექსპერიმენტი ახდენს ორგანული ნარჩენების დაშლის სიმულაციას მდგარი წყალსაცავის (მაგალითად, აუზის) წყლის გარემოში, რომელშიც შეიძლება გაირეცხოს მიმდებარე მინდვრების ნიადაგის ნაწილაკები.

ბ) ჭიქაში ჩაასხით ნეშომპალა ნიადაგი, ჩაასხით ჩაყრილ წყალში, ჩაყარეთ ხორცის პატარა ნაჭერი მიწაში, გაამაგრეთ ტყვიის ქაღალდი მიწასა და შუშის კიდეს შორის, დახურეთ სისტემა პეტრის ჭურჭლით (გვერდით ქვემოთ), ჩაყარეთ. თერმოსტატში 25-30 ° C ტემპერატურაზე ერთი ან ორი კვირის განმავლობაში.

ეს ექსპერიმენტი ახდენს ორგანული ნარჩენების (ჭიები, ნიადაგის სხვადასხვა ცხოველები) დაშლას ნიადაგში.

B. მცენარეული ნარჩენების ამონიფიკაცია

თვალყური ადევნეთ მწვანე სასუქის დაშლას ნიადაგში 100 მლ-იანი ჭიქა ნეშომპალა ნიადაგით ავსებით და შემოდგომაზე ქოთანში დარგული მრავალწლიანი ლუპინის, ბარდასა და ლობიოს რამდენიმე ცალი მწვანე ღეროებისა და ფოთლების დამარხვით. შეგიძლიათ გამოიყენოთ ზაფხულში მოკრეფილი პარკოსნების მშრალი ნაწილები წყალში ორთქლზე მოხარშული. დააფარეთ ჭიქები პეტრის ჭურჭლის თავსახურით, მოათავსეთ თერმოსტატში 25-30°C ტემპერატურაზე ერთიდან ორ კვირამდე, ექსპერიმენტის დროს შეინარჩუნეთ ნიადაგის ნორმალური ტენიანობა (ტენიანობის სრული სიმძლავრის 60%), ზედმეტი დატენიანების გარეშე. .

No4 სამუშაოს გაგრძელება (შესრულებულია 7-14 დღეში)

ა) გაფილტრეთ კულტურის ხსნარის ნაწილი საცდელი მილებიდან, რომლებშიც მოხდა ცხოველური ცილების დაშლა. ყურადღება მიაქციეთ ცუდი სუნიანი პროდუქტების წარმოქმნას (გოგირდწყალბადი - დამპალი კვერცხების სუნი, ინდოლის ნაერთები და ა.შ.).

ამიაკის წარმოქმნის გამოვლენა ნესლერის რეაგენტის 2-3 წვეთი კულტურულ ხსნარში დამატებით. ამისთვის მოსახერხებელია თეთრ ქაღალდის ფურცელზე ან ფაიფურის ფინჯანზე მოთავსებული საათის შუშის გამოყენება. ხსნარის გაყვითლება მიუთითებს ცილების განადგურების დროს წარმოქმნილი ამიაკის არსებობაზე.

წყალბადის სულფიდის არსებობის აღმოჩენა ხსნარის ზემოთ ტყვიის ქაღალდის გაშავებით ან ხსნარში ჩაშვებისას.

დაასხით კულტურული ხსნარი ფილტრზე ან ქრომატოგრაფიულ ქაღალდზე მიკროპიპეტით ამოღებული წვერით (10-20 წვეთი ერთ წერტილში), გააშრეთ ვენტილზე, ჩაასხით სალკოვსკის, ერლიხის ან ნინჰიდრინის რეაგენტი. გააცხელეთ გაზქურაზე. ინდოლის ნაერთები სალკოვსკის რეაგენტთან ერთად იძლევა ლურჯ, წითელ, ჟოლოსფერ ფერებს ინდოლის პროდუქტის შემადგენლობის მიხედვით (აუქსინი ინდოლეძმარმჟავა იძლევა წითელ ფერს). ერლიხის რეაგენტი იძლევა მეწამულ ფერს ინდოლის წარმოებულებით. ნინჰიდრინის რეაგენტი არის რეაქცია ამინომჟავას ტრიპტოფანზე (ინდოლის აუქსინების წინამორბედი). გაცხელებისას ის ცისფერი ხდება.

ბ) ხორცის ან თევზის ნაჭერი ნაჭრის მიმდებარე ნიადაგთან ერთად ამოიღეთ მიწიდან, მოათავსეთ ჭიქაში, დაასხით ცოტა წყალი, დაფქვით შუშის ჯოხით, შეანჯღრიეთ, გაფილტრეთ. ფილტრატში ამიაკის, წყალბადის სულფიდის და ინდოლის ნივთიერებების განსაზღვრა ზემოაღნიშნული მეთოდებით. მსგავსი პროცესები ხდება ნიადაგში, როდესაც მკვდარი ცხოველები ლპებიან.

გ) ლუპინის მწვანე მასის ნახევრად დაშლილი ღეროები ამოიღეთ ნიადაგიდან, გაწმინდეთ მიწიდან და გახეხეთ მცირე რაოდენობით წყლით. გაფილტრეთ 1-2 მლ ხსნარი და გააკეთეთ ტესტი მცენარეული ცილების მინერალიზაციის დროს გამოთავისუფლებულ ამიაკის აზოტზე (ნესლერის რეაგენტით). ანალოგიური პროცესები ხდება ნიადაგში მწვანე სასუქში ან ორგანულ ნარჩენებში ნაკელის, ტორფის, საპროპელის და ა.შ.

განსაზღვრეთ წყალბადის სულფიდის, ინდოლის ნივთიერებების, ტრიპტოფანის არსებობა.

დ) მოათავსეთ კულტურული სითხის წვეთი საცდელი მილიდან, სადაც ცხოველური ცილის დაშლა მოხდა შუშის სლაიდზე და შეისწავლეთ იგი მიკროსკოპის ქვეშ 600 გადიდებით. აღმოჩენილია მრავალი მიკროორგანიზმი, რომლებიც იწვევენ ორგანული ნივთიერებების დაშლას. ისინი ხშირად ენერგიულად მოძრაობენ და ჭიაყელავით იღუნებიან.

შესავალი. 3

2 უსაფრთხოების მოთხოვნები. 4

3 ექსპერიმენტული ნაწილი. 4

სამუშაო No 1. მცენარეთა ფოთლებში ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნის დადგენა ფოტოსინთეზის დროს (ნახშირბადის შემცველობაზე დაყრდნობით) 4

სამუშაო No2. ორგანული ნივთიერებების დაგროვების განსაზღვრა მცენარეთა ბიომასა და ნიადაგში. 8

სამუშაო No3. მცენარეების მიერ ორგანული ნივთიერებების მოხმარების განსაზღვრა სუნთქვის დროს 11

სამუშაო No4. ორგანული ნივთიერებების დაშლა წყალსა და ნიადაგში ზოგიერთი საბოლოო პროდუქტის განსაზღვრით. 14

ჰეტეროტროფული ჰიპოთეზის ერთ-ერთი მთავარი ვარაუდი არის ის, რომ სიცოცხლის გაჩენას წინ უძღოდა ორგანული მოლეკულების დაგროვება. დღეს ჩვენ ორგანულ მოლეკულებს ვუწოდებთ ყველა იმ მოლეკულას, რომელიც შეიცავს ნახშირბადს და წყალბადს. ჩვენ ასევე ვუწოდებთ მოლეკულებს ორგანულს, რადგან თავდაპირველად ითვლებოდა, რომ ამ ტიპის ნაერთების სინთეზირება მხოლოდ ცოცხალი ორგანიზმების მიერ იყო შესაძლებელი.

თუმცა ჯერ კიდევ 1828 წ ქიმიკოსებმა ისწავლეს შარდოვანას სინთეზირება არაორგანული ნივთიერებებისგან. შარდოვანა არის ორგანული ნაერთი, რომელიც გამოიყოფა მრავალი ცხოველის შარდით. ცოცხალი ორგანიზმები ითვლებოდა შარდოვანას ერთადერთ წყაროდ, სანამ არ შეიძლებოდა მისი სინთეზირება ლაბორატორიაში. ლაბორატორიული პირობები, რომლებშიც ორგანული ნაერთები მიიღეს ქიმიკოსებმა, აშკარად, გარკვეულწილად, მიბაძავს დედამიწაზე არსებულ გარემო პირობებს მისი არსებობის ადრეულ პერიოდში. ჰეტეროტროფული ჰიპოთეზის ავტორების აზრით, ამ პირობებმა შეიძლება გამოიწვიოს ორგანული ნაერთების წარმოქმნა ჟანგბადის, წყალბადის, აზოტის და ნახშირბადის ატომებისგან.

ნობელის პრემიის ლაურეატი ჰაროლდ ური, რომელიც მუშაობდა ჩიკაგოს უნივერსიტეტში, დაინტერესდა დედამიწაზე ქიმიური ნაერთების ევოლუციით მისი არსებობის ადრეულ პერიოდში. მან ეს პრობლემა განიხილა თავის ერთ-ერთ სტუდენტთან, სტენლი მილერთან. 1953 წლის მაისში მილერმა გამოაქვეყნა სტატია სათაურით „ამინომჟავების წარმოქმნა იმ პირობებში, როგორიც იყო ადრეულ პერიოდში დედამიწაზე“, სადაც მან მიუთითა, რომ A.I. ოპარინმა პირველმა გამოთქვა აზრი, რომ სიცოცხლის საფუძველი, ორგანული ნაერთები, ჩამოყალიბდა იმ პერიოდში, როდესაც დედამიწის ატმოსფერო შეიცავდა მეთანს, ამიაკას, წყალს და წყალბადს და არა ნახშირორჟანგს, აზოტს, ჟანგბადს და წყალს. ცოტა ხნის წინ ეს იდეა დადასტურდა ურიისა და ბერნალის რობოტებში.

ამ ჰიპოთეზის შესამოწმებლად სპეციალურად შექმნილ მოწყობილობაში CH4, NH3, H2O და H2 აირების ნარევი გაიარა მილების სისტემაში და დროის გარკვეულ მომენტში წარმოიქმნა ელექტრული გამონადენი. განისაზღვრა ამინომჟავების შემცველობა მიღებულ ნარევში.

ელექტრული გამონადენი გადიოდა მეთანით, წყალბადით და ამიაკით სავსე ჰერმეტულ მოწყობილობაში, რომელიც შექმნილია მილერის მიერ. წყლის ორთქლი გამოდიოდა სპეციალური მოწყობილობიდან, რომელიც დაკავშირებულია მოწყობილობის ძირითად ნაწილთან. ორთქლი, რომელიც გადის მოწყობილობაში, გაცივდა და შედედებული წვიმის სახით. ამრიგად, ლაბორატორიამ საკმაოდ ზუსტად გაამრავლა პირობები, რომლებიც არსებობდა პრიმიტიული დედამიწის ატმოსფეროში. ეს მოიცავს სიცხეს, წვიმას და სინათლის ხანმოკლე ციმციმებს. ერთი კვირის შემდეგ მილერმა გააანალიზა გაზი, რომელიც ექსპერიმენტულ პირობებში იყო. მან აღმოაჩინა, რომ ადრე უფერო სითხე წითელი გახდა.

ქიმიურმა ანალიზმა აჩვენა, რომ სითხეში გამოჩნდა ზოგიერთი ნაერთები, რომლებიც არ იყო ექსპერიმენტის დასაწყისში. ზოგიერთი გაზის მოლეკულის ატომები შერწყმულია ახალი და უფრო რთული ორგანული მოლეკულების შესაქმნელად. სითხეში ნაერთების ანალიზით, მილერმა აღმოაჩინა, რომ იქ წარმოიქმნება ორგანული მოლეკულები, რომლებიც ცნობილია როგორც ამინომჟავები. ამინომჟავები შედგება ნახშირბადის, წყალბადის, ჟანგბადის და აზოტის ატომებისგან.

ნახშირბადის თითოეულ ატომს შეუძლია შექმნას ოთხი ქიმიური ბმა სხვა ატომებთან. მილერის ექსპერიმენტები მიუთითებს იმაზე, რომ მსგავსი პროცესები შეიძლებოდა მომხდარიყო დედამიწის ატმოსფეროში მისი არსებობის ადრეულ პერიოდში. ამ ექსპერიმენტებმა მნიშვნელოვანი დადასტურება მისცა ჰეტეროტროფული ჰიპოთეზის.

მოდი, თავიდანვე არ ვაიძულებთ თავს მკაცრ ჩარჩოში შევიტანოთ და რაც შეიძლება მარტივად აღვწეროთ ტერმინი: ორგანული ნივთიერებების (ორგანული ნივთიერებები; ესენია, მაგალითად, ცილები, ცხიმები და ნახშირწყლები) დაჟანგვის პროცესი არის რეაქცია, რომელიც იწვევს ჟანგბადის მოცულობის გაზრდა (O2) და წყალბადის მოცულობის შემცირება (H2).

ორგანული ნივთიერებები არის სხვადასხვა ქიმიური ნაერთები, რომლებიც შეიცავს (C). გამონაკლისია ნახშირმჟავა (H2CO3), კარბიდები (მაგალითად, კარბორუნდი SiC, ცემენტიტი Fe3C), კარბონატები (მაგალითად, კალციტი CaCO3, მაგნეზიტი MgCO3), ნახშირბადის ოქსიდები, ციანიდები (როგორიცაა KCN, AgCN). ორგანული ნივთიერებები ურთიერთქმედებენ ყველაზე ცნობილ ჟანგვის აგენტთან, ჟანგბად O2-თან, ქმნიან წყალს H2O და ნახშირორჟანგს CO2.

ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვის პროცესი

თუ ლოგიკურად ვიმსჯელებთ, მაშინ რადგან სრული დაჟანგვის პროცესი წვის პროცესია, მაშინ არასრული დაჟანგვის პროცესი არის ორგანული ნივთიერების დაჟანგვა, რადგან ასეთი ეფექტით ნივთიერება არ იწვის, არამედ მხოლოდ ათბობს მას (თან ერთად გარკვეული რაოდენობის ენერგია ATP - ადენოზინტრიფოსფატის სახით და სითბო Q ).

ორგანული დაჟანგვის რეაქცია არც თუ ისე რთულია, ამიტომ ისინი იწყებენ მის ანალიზს ქიმიის კურსის დასაწყისში და სტუდენტები სწრაფად სწავლობენ ინფორმაციას, თუ, რა თქმა უნდა, ისინი მაინც გააკეთებენ ძალისხმევას. ჩვენ უკვე გავიგეთ რა არის ეს პროცესი და ახლა უნდა ჩავუღრმავდეთ საკითხის არსს. მაშ, როგორ მიმდინარეობს რეაქცია და რა არის ეს?

ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვა არის ერთგვარი გადასვლა, ნაერთების ერთი კლასის მეორეში გადაქცევა. მაგალითად, მთელი პროცესი იწყება გაჯერებული ნახშირწყალბადის დაჟანგვით და მისი გარდაქმნით უჯერიდ, შემდეგ მიღებული ნივთიერება იჟანგება და წარმოიქმნება ალკოჰოლი; ალკოჰოლი, თავის მხრივ, ქმნის ალდეჰიდს, ხოლო კარბოქსილის მჟავა "მოედინება" ალდეჰიდიდან. მთელი პროცედურის შედეგად ვიღებთ ნახშირორჟანგს (განტოლების წერისას არ დაგავიწყდეთ შესაბამისი ისრის დადება) და წყალს.

ეს არის დაჟანგვა-აღდგენითი რეაქცია და უმეტეს შემთხვევაში ორგანული ნივთიერება ავლენს შემცირების თვისებებს, მაგრამ თავად იჟანგება. თითოეულ ჩართულ ელემენტს აქვს თავისი კლასიფიკაცია - ეს არის ან შემამცირებელი ან ჟანგვის აგენტი და სახელს ვაძლევთ ORR-ის შედეგის საფუძველზე.

ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვის უნარი

ახლა ჩვენ ვიცით, რომ რედოქს რეაქციის პროცესი (რედოქს რეაქცია) მოიცავს ჟანგვის აგენტს, რომელიც იღებს ელექტრონებს და აქვს უარყოფითი მუხტი, და შემცირების აგენტს, რომელიც აძლევს ელექტრონებს და აქვს დადებითი მუხტი. თუმცა, ყველა ნივთიერება ვერ შედის იმ პროცესში, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ. გასაგებად გასაადვილებლად, მოდით შევხედოთ პუნქტებს.

ნაერთები არ იჟანგება:

• ალკანები - სხვაგვარად უწოდებენ პარაფინებს ან გაჯერებულ ნახშირწყალბადებს (მაგალითად, მეთანს, რომელსაც აქვს ფორმულა CH4);
• არენები არის არომატული ორგანული ნაერთები. მათ შორის ბენზოლი არ იჟანგება (თეორიულად ეს რეაქცია შეიძლება განხორციელდეს, მაგრამ რამდენიმე გრძელი საფეხურით; ბენზოლი დამოუკიდებლად არ იჟანგება);
• მესამეული სპირტები არის სპირტები, რომლებშიც ჰიდროქსილის ჯგუფი OH უკავშირდება მესამეულ ნახშირბადის ატომს;
• ფენოლი არის კარბოლის მჟავის სხვა სახელი და ქიმიაში იწერება როგორც ფორმულა C6H5OH.

ორგანული ნივთიერებების მაგალითები, რომლებსაც შეუძლიათ დაჟანგვა:

• ალკენები;
• ალკინები (შედეგად მივყვებით ალდეჰიდის, კარბოქსილის მჟავას ან კეტონის წარმოქმნას);
• ალკადიენები (წარმოიქმნება პოლიჰიდრული სპირტები ან მჟავები);
• ციკლოალკანები (კატალიზატორის თანდასწრებით წარმოიქმნება დიკარბოქსილის მჟავა);
• არენები (ნებისმიერი ნივთიერება, რომელსაც აქვს ბენზოლის მსგავსი სტრუქტურა, ანუ მისი ჰომოლოგები, შეიძლება დაჟანგდეს ბენზოინის მჟავად);
• პირველადი, მეორადი ალკოჰოლი;
• ალდეჰიდები (აქვთ ნახშირბადის დაჟანგვის უნარი);
• ამინები (დაჟანგვის დროს წარმოიქმნება ერთი ან მეტი ნაერთი ნიტრო ჯგუფთან NO2).

მცენარეული, ცხოველური და ადამიანის ორგანიზმების უჯრედებში ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვა

ეს არის ყველაზე მნიშვნელოვანი კითხვა არა მხოლოდ იმ ადამიანებისთვის, ვინც დაინტერესებულია ქიმიით. ყველას უნდა ჰქონდეს ასეთი ცოდნა, რათა შექმნას სწორი წარმოდგენა ბუნებაში მიმდინარე სხვადასხვა პროცესებზე, სამყაროში არსებული ნებისმიერი ნივთიერების ღირებულებაზე და თვით საკუთარ თავზეც კი - ადამიანზე.

სკოლის ბიოლოგიის კურსებიდან ალბათ უკვე იცით, რომ ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვა მნიშვნელოვან ბიოლოგიურ როლს ასრულებს ადამიანის ორგანიზმში. რედოქსის რეაქციების შედეგად ხდება BFA-ს (ცილები, ცხიმები, ნახშირწყლები) დაშლა: უჯრედებში გამოიყოფა სითბო, ატფ და სხვა ენერგიის მატარებლები და ჩვენს ორგანიზმს ყოველთვის მიეწოდება საკმარისი მარაგი მოქმედებების შესასრულებლად და ნორმალური ფუნქციონირებისთვის. ორგანოთა სისტემები.

ამ პროცესის წარმოშობა ხელს უწყობს სხეულის მუდმივი ტემპერატურის შენარჩუნებას არა მხოლოდ ადამიანის, არამედ ნებისმიერი სხვა თბილსისხლიანი ცხოველის ორგანიზმში, ასევე ხელს უწყობს შინაგანი გარემოს მუდმივობის რეგულირებას (ამას უწოდებენ ჰომეოსტაზს), მეტაბოლიზმს, უზრუნველყოფს უჯრედის ორგანელების, ორგანოების მაღალი ხარისხის ფუნქციონირება და ასევე ასრულებს კიდევ ბევრ აუცილებელ ფუნქციას.

ფოტოსინთეზის დროს მცენარეები შთანთქავენ მავნე ნახშირორჟანგს და გამოიმუშავებენ სუნთქვისთვის აუცილებელ ჟანგბადს.

ორგანული ნივთიერებების ბიოლოგიური დაჟანგვა შეიძლება მოხდეს ექსკლუზიურად სხვადასხვა ელექტრონული მატარებლებისა და ფერმენტების გამოყენებით (მათ გარეშე, ამ პროცესს წარმოუდგენლად დიდი დრო დასჭირდება).

ორგანული ჟანგვის როლი ინდუსტრიაში

თუ ვსაუბრობთ ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვის როლზე ინდუსტრიაში, მაშინ ეს ფენომენი გამოიყენება სინთეზში, ძმარმჟავას ბაქტერიების მუშაობაში (არასრული ორგანული დაჟანგვით ისინი ქმნიან უამრავ ახალ ნივთიერებას), ზოგიერთ შემთხვევაში კი ორგანულ ნივთიერებებთან ერთად. ასევე შესაძლებელია ფეთქებადი ნივთიერებების წარმოება.

განტოლებების წერის პრინციპები ორგანულ ქიმიაში

ქიმიაში არ შეიძლება განტოლების შედგენის გარეშე - ეს არის ამ მეცნიერების ერთგვარი ენა, რომელზეც პლანეტის ყველა მეცნიერს შეუძლია ისაუბროს, განურჩევლად ეროვნებისა და გაუგოს ერთმანეთს.

თუმცა, ყველაზე დიდი სირთულეები წარმოიქმნება ორგანული ქიმიის შესწავლისას განტოლებების შედგენისას.

ამ თემის განხილვას ძალიან დიდი დრო სჭირდება, ამიტომ აქ ჩვენ შევარჩიეთ მოქმედებების მხოლოდ მოკლე ალგორითმი განტოლებათა ჯაჭვის ამოსახსნელად რამდენიმე ახსნა-განმარტებით:

1. უპირველეს ყოვლისა, ჩვენ დაუყოვნებლივ ვუყურებთ რამდენი რეაქცია ხდება მოცემულ პროცესში და დათვლით მათ. ჩვენ ასევე განვსაზღვრავთ კლასებს, საწყისი ნივთიერებების დასახელებებს და ნივთიერებებს, რომლებიც საბოლოოდ წარმოიქმნება;
2. მეორეც, აუცილებელია ყველა განტოლების სათითაოდ დაწერა და მათი რეაქციების ტიპი (ნაერთება, დაშლა, გაცვლა, ჩანაცვლება) და პირობები.
3. ამის შემდეგ შეგიძლიათ შექმნათ ელექტრონული ნაშთები და არ დაგავიწყდეთ კოეფიციენტების დაყენება.

ორგანული ნივთიერებებისა და მათი წარმოქმნის საბოლოო პროდუქტების ჟანგვის რეაქციები

ბენზოლის დაჟანგვა

ყველაზე აგრესიულ პირობებშიც კი, ბენზოლი არ არის მგრძნობიარე დაჟანგვის მიმართ. ამასთან, ბენზოლის ჰომოლოგებს შეუძლიათ დაჟანგონ კალიუმის პერმანგანატის ხსნარის გავლენის ქვეშ ნეიტრალურ გარემოში კალიუმის ბენზოატის წარმოქმნით.

თუ თქვენ შეცვლით ნეიტრალურ გარემოს მჟავე გარემოში, მაშინ ბენზოლის ჰომოლოგები შეიძლება დაჟანგდეს კალიუმის პერმანგანატით ან დიქრომატით ბენზოინის მჟავას საბოლოო წარმოქმნით.

ფორმულა ბენზოინის მჟავის წარმოქმნისთვის

ალკენების დაჟანგვა

როდესაც ალკენები იჟანგება არაორგანული ჟანგვითი აგენტებით, საბოლოო პროდუქტებია ეგრეთ წოდებული დიჰიდრული სპირტები - გლიკოგენები. ამ რეაქციებში შემამცირებელი აგენტები ნახშირბადის ატომებია.

ამის ნათელი მაგალითია კალიუმის პერმანგანატის ხსნარის ქიმიური რეაქცია სუსტ ტუტე გარემოსთან დაკავშირებით.

აგრესიული დაჟანგვის პირობები იწვევს ნახშირბადის ჯაჭვის განადგურებას ორმაგ კავშირში წარმოქმნის საბოლოო პროდუქტებთან ორი მჟავის სახით. უფრო მეტიც, თუ გარემოს აქვს მაღალი ტუტე შემცველობა, წარმოიქმნება ორი მარილი. ასევე, მჟავა და ნახშირორჟანგი შეიძლება წარმოიქმნას ნახშირბადის ჯაჭვის დაშლის შედეგად, მაგრამ ძლიერ ტუტე გარემოში ჟანგვითი რეაქციის პროდუქტებია კარბონატული მარილები.

ალკენებს შეუძლიათ დაჟანგვა კალიუმის დიქრომატის მჟავე გარემოში ჩაძირვისას პირველ ორ მაგალითში მოცემული მსგავსი სქემის მიხედვით.

ალკინის დაჟანგვა

ალკენებისგან განსხვავებით, ალკინები იჟანგება უფრო აგრესიულ გარემოში. ნახშირბადის ჯაჭვის განადგურება ხდება სამმაგი კავშირის დროს. ალკენების საერთო თვისებაა მათი შემცირების აგენტები ნახშირბადის ატომების სახით.

გამომავალი რეაქციის პროდუქტებია ნახშირორჟანგი და მჟავები. მჟავე გარემოში მოთავსებული კალიუმის პერმანგანატი მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი.

აცეტილენის დაჟანგვის პროდუქტები, როდესაც ჩაეფლო ნეიტრალურ გარემოში კალიუმის პერმანგანატთან ერთად, არის კალიუმის ოქსალატი.

როდესაც ნეიტრალური გარემო იცვლება მჟავე გარემოში, ჟანგვის რეაქცია მიდის ნახშირორჟანგის ან ოქსილის მჟავის წარმოქმნამდე.

ალდეჰიდის დაჟანგვა

ალდეჰიდები ადვილად ექვემდებარება დაჟანგვას მათი თვისებების გამო, როგორც ძლიერი შემცირების აგენტები. როგორც ალდეჰიდების ჟანგვის აგენტები, შეგვიძლია განვასხვავოთ, როგორც წინა ვერსიებში, კალიუმის პერმანგანატი კალიუმის დიქრომატით, ასევე ვერცხლის ჰიდროქსიდიამინის - OH და სპილენძის ჰიდროქსიდის - Cu(OH)2 ხსნარი, რომლებიც უპირატესად დამახასიათებელია ალდეჰიდებისთვის. ალდეჰიდის ჟანგვის რეაქციის წარმოქმნის მნიშვნელოვანი პირობაა ტემპერატურის გავლენა.

ვიდეოში ხედავთ, როგორ დგინდება ალდეჰიდების არსებობა სპილენძის ჰიდროქსიდთან რეაქციაში.

ალდეჰიდები შეიძლება დაჟანგდეს კარბოქსილის მჟავებამდე ვერცხლის ჰიდროქსიდიამინის გავლენით ხსნარის სახით ამონიუმის მარილების გამოყოფით. ამ რეაქციას "ვერცხლის სარკეს" უწოდებენ.

ქვემოთ მოცემულ ვიდეოში ნაჩვენებია საინტერესო რეაქცია, სახელწოდებით "ვერცხლის სარკე". ეს ექსპერიმენტი ხდება გლუკოზის, რომელიც ასევე ალდეჰიდის ურთიერთქმედებაში ვერცხლის ამიაკის ხსნართან.

სპირტების დაჟანგვა

სპირტების დაჟანგვის პროდუქტი დამოკიდებულია ნახშირბადის ატომის ტიპზე, რომელსაც უკავშირდება ალკოჰოლის OH ჯგუფი. თუ ჯგუფი დაკავშირებულია პირველადი ნახშირბადის ატომით, დაჟანგვის პროდუქტი იქნება ალდეჰიდები. თუ ალკოჰოლის OH ჯგუფი დაკავშირებულია ნახშირბადის მეორად ატომთან, მაშინ დაჟანგვის პროდუქტი არის კეტონები.

ალდეჰიდები, თავის მხრივ, წარმოიქმნება ალკოჰოლური სასმელების დაჟანგვის დროს, შემდეგ შეიძლება დაჟანგდეს მჟავების წარმოქმნით. ეს მიიღწევა პირველადი სპირტების დაჟანგვით კალიუმის დიქრომატით მჟავე გარემოში ალდეჰიდის დუღილის დროს, რომლებსაც, თავის მხრივ, არ აქვთ დრო აორთქლების დროს.

ოქსიდაციური აგენტების გადაჭარბებული არსებობის პირობებში, როგორიცაა კალიუმის პერმანგანატი (KMnO4) და კალიუმის დიქრომატი (K2Cr2O7), თითქმის ნებისმიერ პირობებში, პირველადი სპირტები შეიძლება დაჟანგდნენ კარბოქსილის მჟავების გამოყოფით, მეორად სპირტებად, თავის მხრივ, კეტონებად. ქვემოთ განხილული იქნება რეაქციების მაგალითები წარმოქმნის პროდუქტებთან.

ეთილენგლიკოლი ან ეგრეთ წოდებული დიჰიდრული სპირტი, გარემოდან გამომდინარე, შეიძლება დაჟანგდეს ისეთი პროდუქტების შესაქმნელად, როგორიცაა ოქსილის მჟავა ან კალიუმის ოქსალატი. თუ ეთილენგლიკოლი იმყოფება კალიუმის პერმანგანატის ხსნარში მჟავას დამატებით, წარმოიქმნება ოქსილის მჟავა, თუ დიჰიდრული სპირტი არის კალიუმის პერმანგანატის ან კალიუმის დიქრომატის იმავე ხსნარში, მაგრამ ნეიტრალურ გარემოში, მაშინ წარმოიქმნება კალიუმის ოქსალატი. განვიხილოთ ეს რეაქციები.

ჩვენ გავარკვიეთ ყველაფერი, რისი გაგებაც თავიდან საჭიროა და დავიწყეთ ისეთი რთული თემის ანალიზიც, როგორიცაა განტოლებების ამოხსნა და შედგენა. დასასრულს, შეგვიძლია მხოლოდ ვთქვათ, რომ დაბალანსებული პრაქტიკა და ხშირი შესწავლა დაგეხმარებათ სწრაფად გააერთიანოთ თქვენ მიერ გაშუქებული მასალა და ისწავლოთ პრობლემების გადაჭრა.

I. იდეების განვითარება დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ.

1. ძირითადი იდეები, რომლებიც ხსნის სიცოცხლის წარმოშობას ჩვენს პლანეტაზე:

• დედამიწაზე სიცოცხლე ღმერთმა შექმნა.
• პლანეტაზე ცოცხალი არსებები არაერთხელ სპონტანურად წარმოიქმნება არაცოცხალი საგნებისგან.
• ცხოვრება ყოველთვის არსებობდა.

*ბიოგენეზი – ემპირიული განზოგადება (XIX საუკუნის შუა ხანებში), რომელიც ამტკიცებს, რომ ყველაფერი

ცოცხალი არსებები მხოლოდ ცოცხალი არსებიდან მოდის.

• დედამიწაზე სიცოცხლე გარედან იყო მოტანილი (მაგალითად, სხვა პლანეტებიდან).

* ჰიპოთეზა პანსპერმია (შემოთავაზებული გ. რიხტერის მიერ 1865 წელს და ჩამოყალიბებული ს. არენიუსის მიერ 1895 წელს)

• სიცოცხლე წარმოიშვა დედამიწის განვითარების გარკვეულ პერიოდში ბიოქიმიური ევოლუციის შედეგად. თეორია აბიოგენეზი (A.I. Oparin-ის კოაცერვატული თეორია).

2. ფრანჩესკო რედის (1626-1698), ლუი პასტერის (1822-1895) შემოქმედების არსი და მნიშვნელობა.

II. ცოცხალი სისტემების ძირითადი თვისებები (სიცოცხლის კრიტერიუმები):

• სირთულე და მაღალი ორგანიზების ხარისხი
• ქიმიური შემადგენლობის ერთიანობა
• დისკრეტულობა
• მეტაბოლიზმი (მეტაბოლიზმი)
• თვითრეგულირება (ავტორეგულაცია → ჰომეოსტაზი)
• გაღიზიანებადობა
• ცვალებადობა
• მემკვიდრეობითობა
• თვითრეპროდუქცია (გამრავლება)
• განვითარება (ონტოგენეზი და ფილოგენეზი)
• გახსნილობა
• ენერგეტიკული დამოკიდებულება
• რიტმი
• ადაპტირება
• სტრუქტურული ორგანიზაციის ერთი პრინციპი - უჯრედი*

III. თანამედროვე იდეები დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ, ეფუძნება

აბიოგენეზის თეორიაზე.

დასკვნები:

1 – ბიოლოგიურ ევოლუციას წინ უძღოდა ხანგრძლივი ქიმიური ევოლუცია ( აბიოგენური );

2 - სიცოცხლის გაჩენა არის სამყაროში მატერიის ევოლუციის ეტაპი;

3 - სიცოცხლის წარმოშობის ძირითადი ეტაპების ნიმუში შეიძლება შემოწმდეს ექსპერიმენტულად ლაბორატორიაში და გამოისახოს შემდეგი დიაგრამის სახით:

ატომები → მარტივი მოლეკულები → მაკრომოლეკულები →

ულტრამოლეკულური სისტემები (პრობიონტები) → უჯრედული ორგანიზმები;

4 – დედამიწის პირველადი ატმოსფერო ჰქონდა აღდგენითი ხასიათი (CH 4, NH 3, H 2 O, H 2), ამის გამო, პირველი ორგანიზმები იყო ჰეტეროტროფები ;

5 – დარვინისეული პრინციპები ბუნებრივი გადარჩევისა და საუკეთესოთა გადარჩენისა

შეიძლება გადავიდეს პრებიოლოგიურ სისტემებში;

6 - ამჟამად ცოცხალი არსებები მხოლოდ ცოცხალი არსებებიდან მოდის (ბიოგენურად). შესაძლებლობა

დედამიწაზე სიცოცხლის ხელახალი გაჩენა გამორიცხულია.

I. არაორგანული ევოლუცია და დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენის პირობები.

1. ქიმიური ელემენტების ატომების გაჩენა არაორგანული ევოლუციის საწყისი ეტაპია.

მზისა და ვარსკვლავების სიღრმეში, პლაზმაში, უმარტივესისგან რთული ბირთვების წარმოქმნა ხდება. მატერია უწყვეტ მოძრაობასა და განვითარებაშია.

პლანეტა დედამიწა ჩამოყალიბდა 4,5 - 7 მილიარდი წლის წინ (გაზი და მტვრის ღრუბელი).

მყარი ქერქის გამოჩენა ( გეოლოგიური ასაკი) 4 – 4,5 მილიარდი წლის წინ

უმარტივესი არაორგანული ნაერთების წარმოქმნა.

C, H, O, N, F (ბიოგენური ელემენტები) ფართოდ არის გავრცელებული სივრცეში და ჰქონდათ ერთმანეთთან რეაგირების დიდი შესაძლებლობა, რასაც ხელი შეუწყო ელექტრომაგნიტურმა გამოსხივებამ და სითბომ.

დედამიწის პირველადი ატმოსფერო ჰქონდა აღდგენითი ხასიათი: CH 4, NH 3, H 2 O, H 2.

პირველადი ლითოსფეროს შემადგენლობა: Al, Ca, Fe, Mg, Na, K და სხვ.

პირველადი ჰიდროსფერო: 0,1 მოცულობის წყალი დღევანდელ ოკეანეებში, pH = 8-9.

უმარტივესი ორგანული ნაერთების წარმოქმნა.

ეს ეტაპი დაკავშირებულია ნახშირბადის სპეციფიკურ ვალენტობასთან - ორგანული სიცოცხლის მთავარ მატარებელთან, მის უნართან შერწყმის თითქმის ყველა ელემენტთან, შექმნას ჯაჭვები და ციკლები, მისი კატალიზური აქტივობა და სხვა თვისებები.

ორგანული მოლეკულები ხასიათდება სარკის იზომერიზმი , ე.ი. ისინი შეიძლება არსებობდეს ორი სტრუქტურული ფორმით, მსგავსი და ამავე დროს ერთმანეთისგან განსხვავებული. ორი სარკის სახით არსებული მოლეკულების ამ თვისებას ე.წ ქირალობა. ორგანულ ნივთიერებებს შორის, რომლებიც მას ფლობენ, არის სიცოცხლის მოლეკულური "სამშენებლო ბლოკები" - ამინომჟავები და შაქარი. მათ ახასიათებთ აბსოლუტური ქირალური სისუფთავე: ცილები შეიცავს მხოლოდ "მარცხენა" ამინომჟავებს, ხოლო ნუკლეინის მჟავები შეიცავს მხოლოდ "მარჯვენა" შაქარს. ეს არის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისება, რომელიც განასხვავებს ცოცხალს. უსულო ბუნებას აქვს მიდრეკილება დაამყაროს სარკის სიმეტრია (რაცემიზაცია) - წონასწორობა მარცხენასა და მარჯვენას შორის. სარკის სიმეტრიის დარღვევა სიცოცხლის გაჩენის წინაპირობაა.

4. ბიოპოლიმერების აბიოგენური სინთეზი- ცილები და ნუკლეინის მჟავები.

პირობების კომპლექტი : პლანეტის ზედაპირის საკმაოდ მაღალი ტემპერატურა, აქტიური ვულკანური აქტივობა, აირისებრი ელექტრული გამონადენი, ულტრაიისფერი გამოსხივება.

მშრალ ზღვის ლაგუნების ტალახიან ფსკერზე ადსორბირებულმა სხვადასხვა მონომერებმა მზის ენერგიის ზემოქმედებით განიცადეს პოლიმერიზაცია, კონდენსაცია და გაუწყლოება. ოკეანე გამდიდრდა პოლიმერებით, "პირველადი ბულიონის" წარმოქმნით და კოაცერვატების წარმოქმნით.

კოცერვატები- მაღალმოლეკულური ნაერთების კოლტები, რომლებსაც შეუძლიათ სხვადასხვა ნივთიერებების შეწოვა. ქიმიური ნაერთები მათში ოსმოსურად შედიან გარემოდან და შეიძლება მოხდეს ახალი ნაერთების სინთეზი. კოცერვატები მოქმედებენ როგორც ღია სისტემებიუნარი შესწევს მეტაბოლიზმი და ზრდა. Შესაძლოა მექანიკური გამანადგურებელი.

II. ქიმიური ევოლუციიდან ბიოლოგიურზე გადასვლა.

A.I. Oparin (1894-1980) ვარაუდობს, რომ ქიმიური ევოლუციიდან ბიოლოგიურზე გადასვლა დაკავშირებულია უმარტივესი ფაზებით გამოყოფილი ორგანული სისტემების გაჩენასთან - პრობიონები შეუძლია გამოიყენოს ნივთიერებები გარემოდან ( მეტაბოლიზმს) და ენერგეტიკა და განახორციელოს ამის საფუძველზე ცხოვრების ყველაზე მნიშვნელოვანი ფუნქციებია ზრდა და ბუნებრივი გადარჩევის გავლა.

ბიოლოგიური ევოლუციის ჭეშმარიტი დასაწყისი აღინიშნება პრობიონების გაჩენით პროტეინებსა და ნუკლეინის მჟავებს შორის კავშირის კოდირება. ცილებისა და ნუკლეინის მჟავების ურთიერთქმედებამ განაპირობა ცოცხალი არსებების ისეთი თვისებების გაჩენა, როგორიცაა თვითრეპროდუქცია, მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენარჩუნება და მისი გადაცემა მომდევნო თაობებისთვის. ალბათ, წინასწარი ცხოვრების ადრეულ ეტაპებზე არსებობდა ერთმანეთისგან დამოუკიდებელი პოლიპეპტიდების და პოლინუკლეოტიდების მოლეკულური სისტემები. მათი კომბინაციის შედეგად, უნარი თვითრეპროდუქციანუკლეინის მჟავები დამატებულია კატალიზურიცილის აქტივობა.