우리는 처음부터 엄격한 틀에 들어가지 않고 가능한 한 간단하게 용어를 설명하지 않을 것입니다. 유기 물질(유기물, 예를 들어 단백질, 지방 및 탄수화물)의 산화 과정은 산소(O2)의 부피가 증가하고 수소(H2)의 부피가 감소합니다.

유기 물질은 (C)를 포함하는 다양한 화합물입니다. 탄산(H2CO3), 탄화물(예: 카보런덤 SiC, 시멘타이트 Fe3C), 탄산염(예: 방해석 CaCO3, 마그네사이트 MgCO3), 탄소 산화물, 시안화물(예: KCN, AgCN)은 예외입니다. 유기물은 가장 잘 알려진 산화제인 산소 O2와 반응하여 물 H2O와 이산화탄소 CO2를 형성합니다.

유기 물질의 산화 과정

논리적으로 생각하면 완전한 산화 과정이 연소이므로 불완전 산화 과정은 유기물의 산화입니다. 왜냐하면 그러한 충격으로 물질은 발화되지 않고 가열 만하기 때문입니다 (방출과 함께 ATP 형태의 일정량의 에너지 - 아데노신 삼인산 - 및 열 Q ).

유기산화의 반응은 그다지 복잡하지 않기 때문에 화학 과정의 시작 부분에서 이를 분석하기 시작하고 학생들은 물론 최소한의 노력만 한다면 정보를 빠르게 동화시킵니다. 우리는 이미 이 과정이 무엇인지 배웠고 이제 문제의 본질을 파헤쳐야 합니다. 그렇다면 반응은 어떻게 진행되며 무엇입니까?

유기물의 산화는 일종의 전이, 즉 한 종류의 화합물이 다른 종류로 변형되는 것입니다. 예를 들어, 전체 과정은 포화 탄화수소의 산화와 불포화 탄화수소로의 변환으로 시작되며, 그 다음 생성된 물질은 산화되어 알코올을 형성합니다. 알코올은 차례로 알데히드를 형성하고 카르복실산은 알데히드에서 "흐릅니다". 전체 절차의 결과로 이산화탄소 (방정식을 작성할 때 해당 화살표를 넣는 것을 잊지 마십시오)와 물을 얻습니다.

이것은 산화환원 반응으로 대부분의 경우 유기물은 환원성을 나타내다가 스스로 산화된다. 관련된 각 요소에는 자체 분류가 있습니다. 환원제 또는 산화제이며 OVR 결과에 따라 이름을 지정합니다.

유기 물질의 산화 능력

이제 우리는 전자를 받아 음전하를 띠는 산화제와 전자를 제공하고 양전하를 띠는 환원제가 ORR(산화-환원 반응) 과정에 참여한다는 것을 알고 있습니다. 그러나 모든 물질이 우리가 고려하는 과정에 들어갈 수 있는 것은 아닙니다. 이해를 돕기 위해 요점을 살펴보겠습니다.

화합물은 산화되지 않습니다:

• 알칸 - 다르게 불리는 파라핀 또는 포화 탄화수소(예: 화학식 CH4를 갖는 메탄);
• 아렌은 방향족 유기 화합물입니다. 그 중 벤젠은 산화되지 않습니다(이론적으로는 이 반응을 수행할 수 있지만 여러 긴 단계 후에 수행할 수 있으며 벤젠은 자체적으로 산화될 수 없음).
• 3차 알코올은 하이드록소 그룹 OH가 3차 탄소 원자에 결합된 알코올입니다.
• 페놀은 탄산의 다른 이름이며 화학에서는 C6H5OH로 작성됩니다.

산화될 수 있는 유기 물질의 예:

• 알켄;
• 알킨(결과적으로 우리는 알데히드, 카르복실산 또는 케톤의 형성을 따를 것입니다);
• 알카디엔(다가 알코올 또는 산이 형성됨);
• 사이클로알칸(촉매의 존재 하에 다이카복실산이 형성됨);
• Arenes (벤젠과 유사한 구조, 즉 동족체를 갖는 모든 물질은 벤조산으로 산화될 수 있음);
• 1차, 2차 알코올;
• 알데히드(탄소를 산화시키는 능력이 있음);
• 아민(산화 중에 니트로 그룹 NO2가 있는 하나 이상의 화합물이 형성됨).

식물, 동물 및 인간 유기체의 세포에서 유기 물질의 산화

이것은 화학에 관심이 있는 사람들에게 뿐만 아니라 가장 중요한 질문입니다. 자연의 다양한 과정, 세계의 모든 물질의 가치, 심지어는 사람에 대한 올바른 생각을 형성하려면 모든 사람이 이러한 종류의 지식을 가져야 합니다.

학교 생물학 과정에서 유기물의 산화가 인체에서 중요한 생물학적 역할을 한다는 것을 이미 알고 있을 것입니다. 산화환원 반응의 결과 BJU(단백질, 지방, 탄수화물)의 분할이 발생합니다. 열, ATP 및 기타 에너지 운반체가 세포에서 방출되고 우리 몸은 항상 활동 및 정상적인 기능을 수행하기에 충분한 공급을 제공합니다. 장기 시스템.

이 과정의 흐름은 사람뿐만 아니라 다른 모든 온혈 동물의 신체에서 일정한 체온을 유지하는 데 도움이되며 내부 환경의 항상성 (이것을 항상성이라고 함), 신진 대사, 세포 소기관, 기관의 양질의 작업을 보장하고 더 많은 필요한 기능을 수행합니다.

광합성 동안 식물은 유해한 이산화탄소를 흡수하고 호흡에 필요한 산소를 생성합니다.

유기 물질의 생물학적 산화는 다양한 전자 운반체와 효소를 사용하여 독점적으로 진행될 수 있습니다(이들이 없으면 이 과정은 엄청나게 오랜 시간이 걸립니다).

산업에서 유기 산화의 역할

산업에서 유기 산화의 역할에 대해 이야기하면이 현상은 합성, 아세트산 박테리아의 작업 (불완전한 유기 산화로 많은 새로운 물질을 형성 함), 경우에 따라 유기물 , 폭발성 물질의 생산도 가능합니다.

유기 화학에서 방정식 작성의 원리

화학에서는 방정식을 작성하지 않고는 할 수 없습니다. 이것은 국적에 관계없이 지구의 모든 과학자가 서로 말하고 이해할 수있는 일종의이 과학 언어입니다.

그러나 가장 큰 어려움은 유기화학을 공부할 때 방정식을 편집하는 데서 발생합니다.

이 주제를 분해하려면 매우 오랜 시간이 필요하므로 여기에서는 몇 가지 설명과 함께 방정식 체인을 풀기 위한 간단한 작업 알고리즘만 선택했습니다.

1. 먼저 주어진 과정에서 얼마나 많은 반응이 일어나는지 즉시 살펴보고 번호를 매깁니다. 우리는 또한 클래스, 초기 물질의 이름 및 최종적으로 형성되는 물질을 결정합니다.
2. 둘째, 모든 방정식을 하나씩 작성하고 반응의 유형(화합물, 분해, 교환, 치환)과 조건을 알아내는 것이 필요합니다.
3. 그 후에 전자 저울을 작성할 수 있으며 계수를 설정하는 것을 잊지 마십시오.

유기 물질의 산화 반응 및 최종 생성 산물

벤젠 산화

가장 공격적인 조건에서도 벤젠은 산화되지 않습니다. 그러나 벤젠 동족체는 중성 매질에서 과망간산칼륨 용액의 영향으로 산화되어 안식향산칼륨을 형성할 수 있습니다.

중성 매체가 산성으로 바뀌면 벤젠 동족체는 과망간산 칼륨 또는 중크롬산 염에 의해 산화되어 벤조산이 최종적으로 형성됩니다.

벤조산의 공식 형성

알켄 산화

무기 산화제로 알켄을 산화시킬 때 최종 생성물은 소위 2가 알코올인 글리코겐입니다. 이러한 반응에서 환원제는 탄소 원자입니다.

이것의 좋은 예는 약한 알칼리성 환경과 관련된 과망간산 칼륨 용액의 화학 반응입니다.

공격적인 산화 조건은 탄소 사슬이 두 개의 산 형태로 형성되는 최종 생성물과 이중 결합에서 파괴된다는 사실로 이어집니다. 또한, 알칼리 함량이 높은 매체는 두 개의 염을 형성합니다. 또한 탄소 사슬의 분해로 인한 생성물은 산과 이산화탄소를 생성할 수 있지만 강한 알칼리성 환경 조건에서는 탄산염이 산화 반응의 생성물로 작용한다.

알켄은 처음 두 예에서와 같이 유사한 방식으로 중크롬산칼륨의 산성 환경에 담그면 산화될 수 있습니다.

알킨 산화

알켄과 달리 알킨은 보다 공격적인 환경에서 산화됩니다. 탄소 사슬의 파괴는 삼중 결합에서 발생합니다. 알켄의 일반적인 특성은 탄소 원자로 표시되는 환원제입니다.

출력 반응 생성물은 이산화탄소와 산입니다. 산성 환경에 놓인 과망간산 칼륨은 산화제가 될 것입니다.

아세틸렌의 산화 생성물은 과망간산 칼륨이 포함된 중성 매질에 담그면 옥살산 칼륨입니다.

중성 매질이 산성 매질로 바뀌면 산화 반응이 진행되어 이산화탄소나 옥살산이 생성됩니다.

알데히드의 산화

알데히드는 강한 환원제로서의 특성으로 인해 쉽게 산화됩니다. 알데히드용 산화제로 과망간산 칼륨과 중크롬산 칼륨을 구별할 수 있으며 이전 버전과 마찬가지로 수산화은 디아민 - OH 및 수산화 구리 - Cu (OH) 2의 용액으로 주로 알데히드의 특징입니다. 알데히드의 산화반응이 일어나기 위한 중요한 조건은 온도의 영향이다.

비디오에서 수산화구리와의 반응에서 알데히드의 존재가 어떻게 결정되는지 볼 수 있습니다.

알데하이드는 암모늄 염의 방출과 함께 용액 형태의 수산화은 디아민의 영향으로 카르복실산으로 산화될 수 있습니다. 이 반응을 "은거울"이라고 합니다.

또한 영상에서는 '실버 미러'로 불리는 흥미로운 반응을 보여주고 있다. 이 경험은 알데히드이기도 한 포도당과 은 암모니아 용액의 상호 작용에서 발생합니다.

알코올 산화

알코올의 산화 생성물은 알코올의 OH기가 결합된 탄소 원자의 유형에 따라 다릅니다. 그룹이 1차 탄소 원자로 연결되어 있으면 산화 생성물은 알데히드가 됩니다. 알코올의 OH기가 2차 탄소 원자에 결합하면 산화 생성물은 케톤입니다.

알코올이 산화되는 동안 생성된 알데히드는 산화되어 산을 형성할 수 있습니다. 이것은 알데히드가 끓는 동안 산성 매질에서 중크롬산칼륨으로 1차 알코올을 산화시켜 달성되며, 이는 증발 중에 산화할 시간이 없습니다.

과망간산칼륨(KMnO4) 및 중크롬산칼륨(K2Cr2O7)과 같은 산화제가 과도하게 존재하는 조건에서 거의 모든 조건에서 1차 알코올은 카르복실산의 방출과 함께 산화되고 케톤은 차례로 2차 알코올로 산화될 수 있습니다. , 형성 생성물과의 반응의 예는 아래에서 고려됩니다.

에틸렌 글리콜 또는 소위 2가 알코올은 매질에 따라 옥살산 또는 옥살산 칼륨과 같은 생성물로 산화될 수 있습니다. 에틸렌 글리콜이 산을 첨가하여 과망간산 칼륨 용액에 있으면 옥살산이 형성되고, 2가 알코올이 동일한 과망간산 칼륨 또는 중크롬산 칼륨 용액에 있지만 중성 매질에 있으면 옥살산 칼륨이 형성됩니다. 이러한 반응을 살펴보자.

우리는 처음에 이해해야 할 모든 것을 알아 냈고 방정식 풀기 및 컴파일과 같은 어려운 주제를 분석하기 시작했습니다. 결론적으로, 균형 잡힌 연습과 빈번한 연구는 다루는 자료를 신속하게 통합하고 문제 해결 방법을 배우는 데 도움이 될 것이라고 말할 수 있습니다.

종속영양 가설의 주요 가정 중 하나는 생명체의 출현이 유기 분자의 축적에 선행했다는 것입니다. 오늘날 우리는 유기 분자를 탄소와 수소를 포함하는 모든 분자라고 부릅니다. 원래 이러한 종류의 화합물은 살아있는 유기체에 의해서만 합성될 수 있다고 믿었기 때문에 우리는 분자를 유기성이라고 부릅니다.

그러나 1828년으로 거슬러 올라갑니다. 화학자들은 무기 물질로부터 요소를 합성하는 법을 배웠습니다. 요소는 많은 동물의 소변으로 배설되는 유기 화합물입니다. 살아있는 유기체는 실험실에서 합성될 수 있을 때까지 요소의 유일한 공급원으로 간주되었습니다. 화학자들이 유기 화합물을 얻은 실험실 조건은 분명히 존재 초기의 지구 환경 조건을 어느 정도 모방한 것 같습니다. 종속 영양 가설의 저자에 따르면 이러한 조건은 산소, 수소, 질소 및 탄소 원자로부터 유기 화합물의 형성으로 이어질 수 있습니다.

시카고 대학의 노벨상 수상자 해롤드 유리(Harold Ury)는 존재 초기에 지구에 있는 화합물의 진화에 관심을 갖게 되었습니다. 그는 그의 학생 중 한 명인 Stanley Miller와 이 문제에 대해 논의했습니다. 1953년 5월 Miller는 "초기에 지구에 존재했던 것과 유사한 조건에서 아미노산이 형성됨"이라는 제목의 기사를 발표했으며, 여기서 그는 A.I. 오파린은 처음으로 생명체의 기초인 유기화합물이 이산화탄소, 질소, 산소, 물이 아닌 메탄, 암모니아, 물, 수소가 지구 대기에 존재했을 때 형성되었다는 생각을 표현했습니다. 최근 이 아이디어는 Urey와 Bernal의 로봇에서 확인되었습니다.

이 가설을 테스트하기 위해 CH4, NH3, H2O 및 H2 가스의 혼합물이 특별히 설계된 장치의 파이프 시스템을 통과하고 특정 시점에서 방전이 생성되었습니다. 생성된 혼합물에서 아미노산의 함량을 측정하였다.

Miller가 설계한 밀폐 장치에는 메탄, 수소 및 암모니아가 채워져 있어 방전이 통과되었습니다. 수증기는 장치의 주요 부분과 관련된 특수 장치에서 나왔습니다. 장치를 통과하는 증기는 냉각되고 비의 형태로 응축됩니다. 따라서 원시 지구의 대기에 존재하는 조건은 실험실에서 매우 정확하게 재현되었습니다. 여기에는 열, 비, 짧은 빛의 섬광이 포함됩니다. 일주일 후 Miller는 실험 조건에 있는 가스를 분석했습니다. 그는 이전에 형성된 무색 액체가 빨간색으로 변한다는 것을 발견했습니다.

화학 분석 결과 실험 초기에는 존재하지 않았던 일부 화합물이 액체에 나타났습니다. 일부 가스 분자의 원자가 재결합되어 새롭고 더 복잡한 분자인 유기 분자를 형성합니다. 액체에서 발견되는 화합물을 분석함으로써 Miller는 아미노산으로 알려진 유기 분자가 그곳에서 형성된다는 것을 발견했습니다. 아미노산은 탄소, 수소, 산소 및 질소 원자로 구성됩니다.

각 탄소 원자는 다른 원자와 4개의 화학 결합을 형성할 수 있습니다. Miller의 실험은 유사한 과정이 존재 초기에 지구 대기에서 일어날 수 있음을 나타냅니다. 이러한 실험은 종속영양 가설의 중요한 확인이었습니다.

연방 교육청

주립 교육 기관

노브고로드 주립대학교 현명한 야로슬라프

자연 과학 및 천연 자원 학부

화학 및 생태학과

식물에 의한 유기 물질의 생산 및 소비

가이드라인 수집

벨리키 노브고로드

식물에 의한 유기 물질의 형성 및 소비: 실험실 작업을 위한 지침 모음 / Kuzmina I. A. 편집 - Novgorod State University, Veliky Novgorod, 2007. - 12 p.

이 지침은 전문 020801.65 - "생태학"의 학생과 "일반 생태학"을 공부하는 모든 학생을 대상으로 합니다.

소개

유기 물질의 형성을 위해서는 지구상의 식물 바이오 매스의 기초, 대기 중 이산화탄소와 물, 토양 미네랄이 필요합니다. 특정 파장의 빛의 도움으로 이산화탄소는 광합성 중에 식물에 고정됩니다. 결과적으로 물의 광분해 중에 형성되는 산소가 대기로 방출됩니다. 이것은 생화학적 탄소 순환의 첫 번째 단계입니다.

광합성을 통해 지구에 저장되는 에너지의 양은 엄청납니다. 매년 녹색 식물에 의한 광합성의 결과 1000억 톤의 유기 물질이 형성되며, 여기에는 약 450-1015kcal의 태양 에너지가 화학 결합 에너지로 변환됩니다. 이러한 과정은 식물에 의해 약 1,700억 톤의 이산화탄소가 동화되고, 약 1,300억 톤의 물이 광화학 분해되고 1,150억 톤의 유리 산소가 방출되는 것과 같은 거대한 현상을 동반합니다.

산소는 호흡 과정에서 다양한 유기 화합물을 산화시키는 데 사용하는 모든 생명체의 생명의 기초입니다. 이것에서 눈에 띄는 이산화탄소.이것은 생물체의 이산화탄소 기능과 관련된 생화학적 탄소 순환의 두 번째 단계입니다. 동시에 첫 번째 단계의 산소 방출은 두 번째 단계의 흡수보다 약 10배 높기 때문에 녹색 식물이 기능하는 동안 대기에 산소가 축적됩니다.

광합성 과정에서 독립 영양 생물에 의해 묶인 에너지는 이후에 인간을 포함한 다양한 종속 영양 생물의 중요한 활동에 소비되어 부분적으로 열 에너지로 바뀌고 생물권(식물 및 토양)을 구성하는 여러 구성 요소에 저장됩니다. 육지 생물 군계에서 광합성 중 탄소는 산림(연간 -110억 톤), 경작지(-40억 톤), 대초원(-11억 톤), 사막(-02억 톤)에 의해 가장 강하게 고정됩니다. 그러나 탄소의 대부분은 지구 표면의 약 70%(연간 1,270억 톤)를 차지하는 세계 해양을 묶습니다.

생성 된 독립 영양 생물의 유기 물질은 다양한 종속 영양 생물의 먹이 사슬에 들어가고 통과하여 변형되고 질량과 에너지 (질량 피라미드, 에너지)를 잃습니다. 후자는 음식의 일부인 모든 유기체의 중요한 과정에 소비됩니다 사슬은 링크로서 열 에너지의 형태로 세계 공간으로 들어갑니다.

다양한 생물체의 죽은 후에 유기물은 종속영양미생물의 속성(음식)이 된다. 미생물은 영양, 호흡 및 발효 과정을 통해 유기물을 분해합니다. 탄수화물이 분해되면 이산화탄소가 형성되며, 이는 토양뿐만 아니라 지상의 분해된 유기물로부터 대기 중으로 방출됩니다. 단백질이 분해되는 동안 암모니아가 형성되어 부분적으로 대기로 방출되고 주로 질산화 과정에서 토양의 질소 매장량을 보충합니다.

유기물의 일부는 분해되지 않지만 "예비 자금"을 형성합니다. 선사 시대에는 석탄, 가스, 혈암이 이런 식으로 형성되었으며 현재는 이탄과 토양 부식질이 형성되었습니다.

위의 모든 과정은 생화학적 순환(탄소, 산소, 질소, 인, 황 등)의 가장 중요한 단계이자 단계입니다. 따라서 신진 대사 과정에서 생물은 공기, 물, 토양의 특정 구성으로 생물권 존재의 안정성을 보장하며 인간의 개입 없이 "지구"생태계의 항상성은 무기한 보존됩니다.

2 안전 요구 사항

실험은 방법론적 지침에 따라 엄격하게 수행됩니다. 작업을 수행할 때 화학 실험실에 대한 일반 안전 규정을 준수해야 합니다. 시약이 피부나 의복에 닿은 경우 해당 부위를 많은 양의 물로 빠르게 씻어야 합니다.

3 실험적

작업 번호 1. 광합성 중 식물 잎의 유기물 형성 결정(탄소 함량 기준)

광합성은 지구상의 물질과 에너지 축적의 주요 과정이며, 그 결과 이산화탄소그리고 H2O유기 물질이 형성됩니다 (이 공식에서 - 포도당) :

6CO2 + 6H2O + 빛 에너지 → С6Н12О6+ 602t

광합성의 강도를 측정하는 한 가지 방법은 탄소 함량에 따라 식물의 유기물 형성을 결정하는 것입니다. 이는 F. Z. Borodulina에 의해 토양용으로 개발되고 목본 식물용으로 수정된 습식 연소 방법에 의해 고려됩니다.

채취한 잎사귀에서 탄소함량을 측정한 후 잎사귀를 빛에 2~3시간 이상 방치한 후 다시 탄소함량을 측정한다. 단위 시간당 잎 표면의 단위로 표현되는 두 번째 측정과 첫 번째 측정의 차이는 형성된 유기물의 양을 나타냅니다.

연소 중에 잎의 탄소는 황산에 용해된 0.4N 중크롬산칼륨 용액으로 산화됩니다. 반응은 다음 방정식에 따라 진행됩니다.

2K2Cr2O7 + 8H2SO4 + 3C = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O + 3СО2

사용하지 않은 중크롬산칼륨의 양은 0.2N Mohr's 염 용액으로 역적정하여 측정합니다.

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

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

지시약으로 무색의 디페닐아민 용액이 사용되며 산화되면 청자색 디페닐벤지딘 바이올렛으로 변합니다. 중크롬산칼륨은 디페닐아민을 산화시키고 혼합물의 색이 적갈색이 됩니다. Mohr's salt로 적정하면 6가 크롬은 3가 크롬으로 환원된다. 결과적으로 용액의 색상은 파란색으로 바뀌고 적정이 끝나면 청자색이됩니다. 크롬이 적정할 때 Mohr's 염의 후속 첨가는 지시약의 산화된 형태를 환원된(무색) 형태로 전환시킨다. 3가 크롬 이온에 의해 용액에 제공되는 녹색이 나타납니다. 청자색에서 녹색으로의 명확한 전환은 반응 중에 나타나는 제2철 이온에 의해 방지됩니다. 적정 반응의 종료를 보다 명확하게 하기 위해 인산의 존재하에 수행되며, 이는 Fe3+ 이온을 무색 착이온 3-으로 결합시키고 디페닐아민을 산화로부터 보호합니다.

장비, 시약, 재료:

1) 250ml 원뿔형 플라스크; 2) 100ml 내열 원추형 플라스크; 3) 환류 응축기로 사용되는 작은 유리 깔때기; 4) 뷰렛; 5) 중크롬산칼륨의 0.4N 용액(희석 황산(1:1) 중); 6) 0.2N Mohr's 염 용액; 7) 디페닐아민; 8) 85% 인산; 9) 직경 1cm의 디스크를 녹아웃시키기 위한 코르크 드릴 또는 기타 장치; 10) 측정 실린더; 11) 대칭적인 넓고 얇은 잎날(제라늄, 자홍색, 목본 식물의 잎)이 있는 식물.

진전

식물의 잎은 주맥을 따라 두 부분으로 나뉘고 그 중 하나에서 직경 1cm의 디스크 3개를 코르크 드릴로 잘라 100ml 원뿔형 내열 플라스크 바닥에 놓습니다. 여기서 10 ml의 0.4 N K2Cr2O7 용액을 붓는다. . 플라스크를 작은 깔때기로 닫고 주둥이를 아래로 내리고 흄 후드에 나선형으로 닫힌 열판 위에 놓습니다. 용액이 끓으면 5분 동안 부드럽게 끓이고 가끔 플라스크를 가볍게 원을 그리며 흔들어 디스크가 액체로 잘 덮이도록 합니다. 플라스크 상단 (목을 닫지 않고)에는 여러 층의 두꺼운 종이 벨트가 강화되어 플라스크 내용물을 저을 때와 재배치 할 때 손의 화상을 방지합니다.

그런 다음 플라스크를 가열에서 제거하고 세라믹 타일 위에 놓고 냉각합니다. 액체는 갈색이어야 합니다. 색이 녹색이면 유기물의 산화에 사용되는 중크롬산칼륨의 양이 충분하지 않음을 나타냅니다. 이 경우 더 많은 시약 또는 더 적은 절단으로 결정을 반복해야 합니다.

식힌 용액에 증류수 150ml를 여러 단계로 나누어 조금씩 부은 다음 이 액을 250ml 플라스크에 서서히 붓고 여기에 85% 인산 3ml와 디페닐아민 10방울을 가한다. 내용물을 흔든 후 0.2N Mohr's salt로 적정한다.

동시에 위의 모든 작업을주의 깊게 관찰하면서 제어 결정이 수행됩니다 (식물 재료 제외). Mohr's salt는 비교적 빨리 역가를 잃기 때문에 측정을 시작하기 전에 용액을 주기적으로 확인해야 합니다.

잎 표면의 1dm2에 포함된 유기물의 탄소량은 다음 공식으로 계산됩니다.

a - 대조 용액의 적정에 사용된 Mohr's salt의 양(ml)

b는 시험용액의 적정에 사용된 Mohr's salt의 양(ml)이다.

k - Mohr's salt의 역가에 대한 보정;

0,6 - 정확히 0.2N Mohr's 염 용액 1ml에 해당하는 탄소의 밀리그램;

S - 컷아웃 면적, cm2.

결과 기록 방식

탄소량 계산의 예:

1. 체험 시작 시:

a = 19 ml, b = 9 ml, k = 1, S = πr2∙3 = (3.14∙12)∙3 = 9.4 cm2

Hydrogen" href="/text/category/vodorod/" rel="bookmark"> 수소는 이산화탄소, 물 및 질소 산화물의 형태로 휘발됩니다. 나머지 비휘발성 잔류물(재)에는 회분이라는 원소가 포함되어 있습니다. 전체 건조 샘플과 재 잔류물의 질량은 유기물의 질량입니다.

1) 분석적 또는 정밀한 기술화학 저울; 2) 머플로; 3) 도가니 집게; 4) 닫힌 나선형 전기 스토브; 5) 도자기 도가니 또는 증발 컵; 6) 해부 바늘; 7) 데시케이터; 8) 알코올; 9) 증류수; 10) 염화칼슘; 11) 완전히 건조된 덩어리 목재 칩, 분쇄된 나무 껍질, 잎, 부식토로 건조.

진전

나무, 나무 껍질, 잎, 흙(3-6g 이상)의 건조하고 부수는 샘플을 평균 샘플 방법으로 선별하여 트레이싱 페이퍼에 0.01g까지 칭량합니다. 그것들을 1% 염화 제2철 용액으로 서명한 소성 및 무게를 잰 도자기 도가니 또는 증발 컵(직경 5-7cm)에 넣고 가열하면 갈색으로 변하고 하소해도 사라지지 않습니다. 유기 물질이 있는 도가니를 흄 후드의 가열된 전기 스토브에 놓고 탄화 및 검은 연기가 사라질 때까지 가열합니다. 이 경우 식물 재료의 양이 많을 경우 미리 칭량된 샘플에서 보충할 수 있습니다.

그런 다음 도가니를 400-450 ° C의 온도에서 머플로에 넣고 재가 회백색이 될 때까지 20-25 분 더 태우십시오. 더 높은 소성 온도에서는 황, 인, 칼륨 및 나트륨이 상당히 손실될 수 있습니다. 완전한 회분을 방해하는 규산과의 융합도 관찰될 수 있습니다. 이 경우 소성을 멈추고 도가니를 냉각시킨 다음 뜨거운 증류수 몇 방울을 첨가합니다. 타일 ​​위에서 건조하고 소성을 계속하십시오.

다음과 같은 애쉬 색상 변형이 가능합니다. 적갈색(샘플에 산화철 함량이 높음), 녹색(망간이 있는 경우), 회백색.

머플로가 없는 경우 훈련 목적으로 초안이 있는 전기 스토브에서 연소를 수행할 수 있습니다. 더 높은 온도를 만들려면 타일 시트에서 높이 5-7cm의 측면 형태로 철판으로 타일을 밀접하게 보호하고 위에 석면 조각으로 덮어야합니다. 굽기는 30-40분 동안 수행됩니다. 연소시 해부 바늘로 재료를 주기적으로 교반해야합니다. 연소는 또한 백색 재로 수행됩니다.

느린 연소의 경우 소량의 알코올을 냉각된 도가니에 붓고 점화합니다. 재에 눈에 띄는 검은색 석탄 입자가 없어야 합니다. 그렇지 않으면 시료에 증류수 1ml를 가하여 교반하고 소성을 반복한다.

연소가 완료된 도가니는 뚜껑이 있는 데시케이터에서 냉각되고 무게를 잰다.

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결과 기록 방식

작업 번호 3. 호흡 중 식물의 유기물 소비 결정

지구상의 모든 살아있는 유기체 공동체는 생산성과 지속 가능성이 특징입니다. 생산성은 특히 광합성 및 호흡과 같은 기본 과정에서 유기물의 축적과 소비 사이의 차이로 정의됩니다. 첫 번째 과정에서 유기물은 산소를 방출하면서 이산화탄소와 물로부터 합성되고, 두 번째 과정에서는 산소를 흡수하여 세포의 미토콘드리아에서 일어나는 산화 과정으로 인해 분해됩니다. 플랜트마다 이러한 프로세스의 비율이 크게 다릅니다. 예, 에 C4식물(옥수수, 수수, 사탕수수, 맹그로브 나무)의 경우 광호흡이 거의 없이 높은 광합성이 관찰되어 다른 식물에 비해 높은 생산성을 보장합니다. C3식물(밀, 쌀).

C3 - 식물. 이것은 지구상에서 수행하는 대부분의 식물입니다. C3- 광합성 중 이산화탄소를 고정하는 방식으로 3탄소 화합물(포도당 등)이 형성됩니다. 이들은 주로 온대 위도의 식물이며 최적 온도는 + 20 ... + 25 ° С이고 최대 온도는 + 35 ... + 45 ° С입니다.

C4 -식물. 이들은 고정 제품 이산화탄소 4탄소 유기산과 아미노산입니다. 여기에는 주로 열대 식물(옥수수, 수수, 사탕수수, 맹그로브 숲)이 포함됩니다. C4- 고정 경로 이산화탄소현재 온대 위도의 많은 곡물 식물을 포함하여 18과 및 196 속의 943종에서 발견됩니다. 이 식물은 매우 높은 광합성 강도로 구별되며 고온에 견딥니다(최적값은 +35 ... + 45 ° С, 최대 + 45 ... + 60 ° С). 그들은 더운 조건에 매우 적응하고 물을 효율적으로 사용하며 스트레스를 잘 견뎌냅니다. 가뭄, 염분, 그들은 매우 높은 생물학적 및 경제적 생산성을 미리 결정하는 모든 생리적 과정의 강도 증가로 구별됩니다.

호기성 호흡(산소 참여)은 광합성의 역 과정입니다. 이 과정에서 세포에서 합성된 유기 물질(자당, 유기산 및 지방산)은 에너지 방출과 함께 분해됩니다.

С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 에너지

모든 식물과 동물은 호흡을 통해 생명을 유지하기 위한 에너지를 얻습니다.

식물의 호흡 강도를 결정하는 방법은 중정석에 의해 흡수되는 식물에서 방출되는 이산화탄소의 양을 고려하는 것을 기반으로 합니다.

Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3 + H2O

반응하지 않은 과량의 중정석 이산화탄소,염산으로 적정:

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

장비, 시약, 재료

1) 250ml 용량의 입이 넓은 원추형 플라스크; 2) 유리관이 삽입되는 천공된 구멍이 있는 고무 플러그; 12-15cm 길이의 얇은 와이어가 튜브로 당겨집니다. 3) 기술화학 저울; 4) 무게; 5) 검은색 불투명 종이; 6) Ba(OH)2용액이 있는 뷰렛과 그 위에 소다석회가 든 튜브가 삽입된 마개; 7) 0.1N Ba(OH)2용액; 8) 0.1N HCl 용액; 9) 스포이드에 1% 페놀프탈레인 용액; 10) 자연 환경에서 갓 뽑은 녹색 잎 또는 실내 식물의 잎.

진전

갓 뽑은 식물의 녹색 잎 5-8g을 기술 화학 저울의 잎자루로 무게를 측정하고, 잎자루는 코르크 구멍을 통해 당겨진 와이어의 한쪽 끝으로 고정됩니다(그림 1).

쌀. 1. 호흡의 강도를 측정하기 위한 장착형 플라스크:

1 - 철사, 2 - 유리관, 3 - 고무 마개, 4 - 잎 다발, 5 - 중정석.

플라스크에 재료를 내리고 마개로 플라스크를 닫아 미리 시험 설치를 수행하는 것이 좋습니다. 코르크 마개가 플라스크를 단단히 닫고, 잎 다발이 플라스크 상단에 위치하며, 중정석과 다발 사이의 거리가 충분히 큰지 확인합니다. 플라스크, 마개 및 튜브 사이의 모든 구멍을 플라스틱으로 밀봉하고 튜브에서 와이어의 상단 출구에서 호일 조각으로 시스템을 절연하는 것이 좋습니다.

0.1N Ba(OH)2용액 10ml를 뷰렛에서 실험플라스크에 붓고, 재료를 넣고 상기 방법으로 분리한다. 대조군(식물 없음)은 2-3회 반복됩니다. 모든 플라스크는 광합성을 배제하기 위해 검은색 불투명 종이로 덮여 있으며 모든 플라스크의 정체, 실험 시작 시간이 기록되어 있으며 1시간 동안 지속됩니다 실험 중 주기적으로 플라스크를 부드럽게 흔들어 표면에 형성되는 BaCO3 막을 중정석 표면과 CO2의 완전한 흡수를 방지합니다.

1시간 후 마개를 살짝 열고 잎사귀로 와이어를 재빠르게 잡아당겨 플라스크에서 물질을 제거합니다. 호일로 튜브 상단을 절연하여 즉시 마개를 닫습니다. 적정하기 전에 각 플라스크에 페놀프탈레인 2-3방울을 추가합니다. 용액이 진홍색으로 변합니다. 0.1N HCl로 유리 중정석을 적정합니다. 대조 플라스크를 먼저 적정합니다. 평균을 취한 다음 실험 플라스크를 적정합니다. 무색이 될 때까지 용액을 조심스럽게 적정합니다. 결과를 표에 기록합니다(보드와 노트북).

최종 제품" href="/text/category/konechnij_produkt/" rel="bookmark">최종 제품

유기물이 가장 단순한 화합물로 분해되는 또 다른 형태는 토양과 물에서 미생물학적 과정으로 토양 부식질과 반분해 유기물(사프로펠 등)의 다양한 바닥 퇴적물이 형성됩니다. 이러한 과정의 주요는 자연 순환에서 이러한 원소의 순환의 필수적인 부분인 부생식물에 의한 질소와 탄소를 포함하는 유기 물질의 생물학적 분해입니다. 박테리아-암모니파이어는 식물 및 동물 잔류물의 단백질뿐만 아니라 다른 미생물(질소 고정제 포함), 요소, 키틴, 핵산을 광물화하여 암모니아(NH3)를 형성합니다. 황을 함유한 동식물 단백질도 분해되어 황화수소(H2S)가 형성됩니다. 미생물의 생명 활동의 산물은 성장 촉진제 역할을 하는 인돌 화합물이기도 합니다. 가장 잘 알려진 것은 β-인돌릴아세트산 또는 헤테로옥신입니다. 인돌 물질은 아미노산 트립토판에서 형성됩니다.

유기 물질을 단순한 화합물로 분해하는 과정은 효소적입니다. 암모니아화의 마지막 단계는 식물이 이용할 수 있는 암모늄염입니다.

장비, 시약, 재료

1) 기술화학 저울; 2) 온도 조절기; 3) 시험관; 4) 면 마개; 5) 화학 유리; 6) 페트리 접시; 7) NaHCO3, 8) 5% PbNO3 또는 Pb(CH3COO)2, 9) Salkovsky의 시약; 10) Erlich의 시약; 11) 닌히드린 시약; 12) Nessler 시약; 13) 부식토; 14) 다른 콩류의 신선한 루핀 잎 또는 말린 잎; 15) 생선, 고기 가루 또는 고기 조각, 생선.

진전

A. 동물성 단백질의 가암모니아화

a) 시험관에 0.5-1g의 신선한 생선 또는 작은 고기 조각을 넣습니다. 튜브 부피의 절반에 침전된 물을 추가하고 25-50 mg 나에코3 (메스 끝에서) 환경을 중화하여 가연성 물질의 활성을 촉진합니다(중성 또는 약알칼리성 환경은 pH = 7 이상에서 유리합니다). 부식토를 소량 첨가하여 가화제를 배지에 주입하고 시험관의 내용물을 혼합하고 시험관을 면 마개로 막고 먼저 마개와 시험관 사이에 납지를 고정합니다(그림 2). 용액에 닿지 않도록 합니다. 튜브에서 가스가 새는 것을 방지하기 위해 상단의 각 튜브를 호일로 싸십시오. 모든 것을 25-30°C의 온도 조절 장치에 7-14일 동안 두십시오.

쌀. 2. 단백질의 암모니아화 측정을 위한 장착된 시험관: 1 - 시험관; 2 - 면 플러그; 3 - 납 종이; 4 - 수요일.

이 실험은 정체된 저수지(예: 연못)의 수생 환경에서 유기 잔류물의 분해를 시뮬레이션합니다.

b) 부식토를 유리에 붓고, 침전된 물을 붓고, 흙에 작은 고기 조각을 묻고, 흙과 유리 가장자리 사이의 납지를 강화하고, 페트리 접시(측면이 아래로)로 시스템을 닫고, 25-30 ° C의 온도 조절 장치에서 1 ~ 2 주 동안.

이 실험은 토양의 유기 잔류물(벌레, 다양한 토양 동물)의 분해를 모방합니다.

B. 식물 잔류물의 암모니아화

토양에서 녹색 비료가 분해되면 부식질 토양으로 100ml 비커를 채우고 가을에 화분에 심은 다년생 루핀, 완두콩 및 콩의 녹색 줄기와 잎 몇 조각을 묻습니다. 여름에 수확하여 물에 찐 콩과 식물의 마른 부분을 사용할 수 있습니다. 페트리 접시의 뚜껑으로 비커를 닫고 25-30 ° C의 온도에서 1 ~ 2 주 동안 온도 조절 장치에 놓고 실험 중에 정상적인 토양 수분 (총 수분 용량의 60 %)을 유지하면서 과도하게 사용하지 마십시오. 습윤.

작업 4 번 계속 (7-14 일에 수행)

a) 동물성 단백질의 분해가 일어난 시험관에서 배양액의 일부를 걸러낸다. 악취가 나는 제품(황화수소 - 썩은 계란 냄새, 인돌 화합물 등)의 형성에 주의하십시오.

배양액 1ml에 Nessler 시약 2~3방울을 가하여 암모니아 생성을 검출한다. 이를 위해 백지 또는 도자기 컵 위에 올려 놓은 시계 유리를 사용하는 것이 편리합니다. 용액의 황변은 단백질이 파괴되는 동안 형성된 암모니아의 존재를 나타냅니다.

용액 위의 납지를 검게 하거나 용액에 넣어 황화수소의 존재를 감지합니다.

코가 수축된 마이크로파이펫이 있는 필터 또는 크로마토그래피 용지에 배양 용액을 떨어뜨리고(한 지점에 10-20방울) 팬 위에서 건조시키고 Salkowsky, Erlich 또는 ninhydrin 시약을 떨어뜨립니다. 스토브 위로 가열하십시오. Salkowski 시약이 포함된 인돌 화합물은 인돌 생성물의 조성에 따라 청색, 적색, 진홍색 얼룩을 나타냅니다(옥신 인돌아세트산은 적색 얼룩을 나타냄). Ehrlich의 시약은 인돌 유도체와 함께 자주색을 나타냅니다. 닌히드린 시약은 아미노산 트립토판(인돌 옥신의 전구체)에 대한 반응입니다. 가열하면 파란색으로 착색됩니다.

b) 고기나 생선 한 조각을 옆 흙과 함께 흙에서 떼어내고 유리잔에 담고 물을 조금 붓고 유리막대로 으깨서 흔들어 여과한다. 위의 방법을 사용하여 여액의 암모니아, 황화수소, 인돌 물질을 측정합니다. 죽은 동물이 썩을 때 유사한 과정이 토양에서 발생합니다.

c) 반 썩은 루핀 그린 덩어리의 줄기를 흙에서 떼어내고 흙을 깨끗이 씻어 물을 약간 부어 빻는다. 용액 1-2ml를 여과하고 식물성 단백질의 광물화 동안 방출되는 암모늄 질소를 시험한다(네슬러 시약 사용). 풋거름이나 유기 잔류물이 거름, 이탄, 사프로펠 등의 형태로 경작될 때 유사한 과정이 토양에서 발생합니다.

황화수소, 인돌 물질, 트립토판의 존재를 결정하십시오.

d) 동물성 단백질이 분해된 시험관에서 배양액 한 방울을 유리 슬라이드 위에 놓고 600배의 배율로 현미경으로 관찰한다. 유기물 분해를 일으키는 수많은 미생물이 발견된다. 종종 그들은 활발하고 벌레 같은 곡선을 움직입니다.

소개. 삼

2 안전 요구 사항. 4

3 실험 부분. 4

작업 번호 1. 광합성 중 식물 잎의 유기물 형성 결정(탄소 함량 기준) 4

작업 번호 2. 식물 바이오 매스 및 토양의 유기 물질 축적 측정. 여덟

작업 번호 3. 호흡 중 식물의 유기물 소비 결정 11

작업 번호 4. 일부 최종 제품의 결정과 함께 물과 토양의 유기 물질 분해. 14

육지와 바다 모두에서 유기물의 형성은 녹색 식물의 엽록소에 대한 햇빛의 작용으로 시작됩니다. 지리적 범위에 도달하는 백만 개의 광자 중 100개 이상이 식품 생산에 사용되지 않습니다. 이 중 60개는 육상 식물, 40개는 해양 식물성 플랑크톤에 의해 소비됩니다. 이 빛의 일부는 지구에 유기물을 제공합니다.

광합성은 3~35°C의 열 범위에서 발생합니다. 현대 기후에서 식생은 육지에서 1억 3,340만 km2를 차지합니다. 나머지 지역은 빙하, 저수지, 건물 및 암석 표면에 있습니다.

지구 개발의 현재 단계에서 생물권의 대륙 및 해양 부분은 다릅니다. 바다에는 고등 식물이 거의 없습니다. 바닥에 붙어있는 식물이 자라는 연안의 면적은 전체 해저 면적의 2%에 불과합니다. 해양 생물의 기초는 미세한 식물성 플랑크톤 조류와 미세한 동물성 플랑크톤 초식 동물입니다. 둘 다 물에 극도로 흩어져 있으며 생명체의 농도는 육지보다 수십만 배 적습니다. 해양 바이오매스에 대한 이전의 과대평가가 수정되었습니다. 새로운 추정에 따르면 육지보다 총 질량이 525배 적습니다. V. G. Bogorov(1969)와 A. M. Ryabchikov(1972)에 따르면, 지구상의 연간 바이오매스 생산성은 1,770억 톤의 건조 물질이며, 그 중 1,220억 톤은 육상 식물에서, 550억 톤은 바다 식물성 플랑크톤에서 나옵니다. 바다의 생물량은 육지보다 훨씬 적지만 생산성은 본토보다 328배(A. M. Ryabchikov) 높으며 이는 조류 세대의 급격한 변화로 설명됩니다.

육상 바이오 매스는 식물 매스, 곤충을 포함한 줌 매스, 박테리아 및 곰팡이의 바이오 매스로 구성됩니다. 토양 유기체의 총 질량은 약 1-10 9 톤에 이르며 주암 구성에서 주요 몫(최대 99%)은 무척추 동물에 속합니다.
전반적으로, 주로 목본 식물의 물질은 육지 바이오매스에서 절대적으로 우세합니다. 광량은 97-98%를 차지하며, 줌매스는 1-3%를 차지합니다(Kovda, 1971).
생물체의 질량은 암석, 수력, 심지어 대기의 부피에 비해 크지 않지만 자연에서 생물의 역할은 비중보다 비교할 수 없을 정도로 큽니다. 예를 들어, 식물이 차지하는 1헥타르에서 잎 면적은 80헥타르에 달할 수 있으며 직접 사업을 할 수 있으며 엽록소 곡물의 면적, 즉 활발하게 작동하는 표면은 수백 배 더 큽니다. 지구상의 모든 녹색 식물의 엽록소 알갱이의 면적은 목성의 면적과 거의 같습니다.

우리는 광합성이 에너지 축적의 매우 완벽한 형태라는 것을 다시 한 번 강조하며, 그 양은 12.6-10 21 J(3-1021 cal)로 표시됩니다. 이 에너지는 육지에서 3.1 ∙ 10 10 톤을 포함하여 지구상에서 연간 약 5.8-10 11 톤의 유기물을 생산합니다. 이 숫자 중 숲은 2.04-10 10 , 대초원, 습지 및 초원은 0.38-10 10, 사막은 0.1 ∙ 10 10, 경작된 식물은 0.58-10 10 t를 차지합니다(Kovla, 1971).

목화밭의 토양 1g에는 헥타르당 수 톤인 50-100,000개의 미생물이 포함되어 있습니다(Kovda, 1969). 헥타르당 일부 토양에는 최대 100억 마리의 회충, 최대 300만 마리의 지렁이 및 2천만 마리의 곤충이 있습니다.

현대 지구의 조건에서 무기물로부터의 유기 화합물의 자연 형성은 실제로 발생하지 않습니다. 게다가 살아있는 유기물의 출현도 불가능하다. 초기 지구의 조건은 완전히 달랐습니다. 수소, 메탄 및 암모니아 농도가 높은 환원성 대기, 이러한 대기에 흡수되지 않는 태양의 강렬한 자외선 복사, 대기의 강력한 전기 방전은 형성에 필요한 충분 조건을 만들어 냈습니다. 유기 화합물의. 실제로, 초기 지구의 추정되는 대기를 시뮬레이션하는 조건에서 수행된 실험실 실험을 통해 살아있는 단백질을 구성하는 아미노산을 비롯한 많은 유기 화합물을 얻을 수 있었습니다.

대기 중 산소의 부재는 유기물의 자발적 합성에 필요한 조건이었습니다. 그러나 후속 변환의 관점에서이 요소는 파괴적인 것으로 판명되었습니다. 사실, 산소가 없는 대기는 강력한 자외선을 거의 자유롭게 투과시킵니다(현대 지구의 대기에는 이 복사를 흡수하는 산소 성분과 함께 발생하는 오존층이 있습니다). 유기 화합물 합성의 화학 반응에 에너지를 제공하는 방사선은 동시에 유기 화합물을 즉시 파괴하려고합니다. 따라서 대기에서 거의 발생하지 않은 생체 고분자, 지질 및 탄화수소는 파멸되었습니다. 죽지 않으려면 태양 자외선의 해로운 영향을 피해야 했습니다. 이러한 유기 화합물 중 일부는 1차 저수지의 수중 환경으로 유입되어 죽음을 피할 수 있었던 것으로 믿어집니다.

여기서 유기화합물은 수성 매질에서 다양한 화학반응을 일으키며, 그 중 가장 활성이 높은 촉매의 자체개발로 이어지는 반응이 우선시되었다. 자연은 반응 중에 방출되는 에너지를 포함하여 자체 유지가 가능한 순환 유형의 반응의 자연 선택을 매우 엄격하게 이끌었습니다. 진화 반응, 특히 중합 반응에 대한 에너지 공급 문제(동일한 유형의 분자 - 단량체를 거대분자로 결합)가 진화의 이 단계에서 가장 중요한 것으로 보입니다. 수성 매질이 의 활성화에 크게 기여하지 않기 때문입니다. 화학 반응. 그렇기 때문에 특히 효율적이고 자체 개발하는 촉매가 참여하는 고에너지 반응만이 "생존"할 수 있습니다.

여기에 개발의 중요한 순간 ​​중 하나가 왔습니다. 생물진화로의 이행에 필요한 화학반응이 일어나 자기유지의 성질을 획득했다고 가정하자. 보존(그리고 물론 추가 개발)을 위해 해당 볼륨은 물질과 에너지를 교환할 기회를 잃지 않고 조직화되지 않은 환경과 어떻게 든 격리되어야 합니다. 화학적 진화가 질적으로 새로운 수준에 도달하기 위해서는 언뜻 보기에 양립할 수 없는 조건이 동시에 충족되어야 했습니다.

이 가능성은 지질에서 특별한 구조의 형성으로 인해 발견되었습니다. 막 껍질 . 현대 실험실 실험의 결과는 당시 지구의 대기와 수권의 상태를 모델링하는 외부 조건과 물의 특정 농도의 지질에서 자기 조직화의 특징적인 과정이 발생하여 막 특성을 가진 지질 껍질의 자기 조립.

또한, 순환 촉매 반응의 선택과 지질 껍질의 자기 조립 과정이 시간과 공간에서 일치한다고 가정하기 쉽습니다. 따라서 자연 형성은 환경의 파괴적인 영향과 분리되어 있지만 신진 대사에 의해 연결되어 나타날 수 있습니다. 자체 유지 반응은 일종의 반응기에서 일어나기 시작하여 그 안에 들어있는 생체 고분자 시스템의 상당한 불균형을 유지하는 데 기여했습니다. 이제 화학 시약의 위치가 질서 정연해졌으며 껍질에 흡착되는 과정이 농도 증가에 기여하여 촉매 효과가 활성화되었습니다. 실제로 일어난 화학 혼합물에서 추가 상향 개발에 적합한 조직화된 시스템으로의 전환.

다른 여러 모델도 고려되어 생물학적 진화로의 전환 경로에서 유사하지만 여전히 중간적인 이벤트로 이어집니다. 그들 중 하나는 희박한 환원 대기를 가진 초기 지구가 온도가 약 -50°C인 차가운 물체였다는 가정 하에 대기에서 초기 유기 화합물의 형성과 관련된 과정을 고려합니다. 이 모델의 요점은 이러한 조건에서 대기가 이온화, 즉 저온 플라즈마 상태에 있다는 가정입니다. 이 플라즈마는 화학 진화 반응의 주요 에너지원으로 간주됩니다. 저온의 가정은 대기에서 형성된 생체 고분자의 보존을 설명하는 데 사용됩니다. 얼어 붙으면 지구의 얼음 덮개에 떨어졌고 "더 나은 시간까지"이 천연 냉장고에 보관되었습니다. 이 형태에서 자외선과 강력한 전기 방전은 더 이상 그들에게 위험하지 않았습니다.

또한 "더 나은 시대"는 지각 활동의 강화, 대규모 화산 폭발의 시작과 함께 왔다고 가정합니다. 화산 활동의 산물이 대기로 방출되어 압축이 이루어지고 이온화 경계가 더 높은 층으로 이동했습니다. 온도 조건의 변화에 ​​따라 얼음 덮개가 자연적으로 녹고 1 차 저장소가 형성되었으며 해동 후 오랜 시간 동안 축적 된 바이오 폴리머, 지질 및 탄화수소가 활성 화학 활동을 시작했습니다. 따라서 그들의 높은 집중력에 대해 말할 수 있습니다. "원시 육수"(결과 물질을 종종 호출하기 때문에), 이는 화학적 진화의 활성화 측면에서 또 다른 긍정적인 요소였습니다.

반복된 실험을 통해 해동하는 동안 지질이 실제로 자가 조립을 보여 직경이 수십 마이크로미터인 미소구체를 형성한다는 것이 확인되었습니다. 생체 고분자가 어떻게 내부에 들어가는지는 중요하지 않습니다. 즉, 멤브레인 층을 통해 침투하는지 또는 지질 껍질이 점차적으로 이들을 감싸는지 여부는 중요하지 않습니다. 막으로 둘러싸인 부피에서 화학 반응에서 생화학 반응으로의 전환이라는 새로운 진화 단계가 시작될 수 있다는 것이 중요합니다.

결정적인 순간 - 가장 단순한 세포로의 전환은 물질의 자기 조직화의 점프 특성의 결과로 간주 될 수 있습니다. 이러한 도약을 준비하기 위해서는 화학적 진화 과정에서 프로토셀에 필요한 기능을 수행할 수 있는 구조가 더 많이 나타났어야 했습니다. 이러한 구조적 단편은 다음과 같이 간주됩니다. 그룹화 , 물질의 이동에 필요한 하전 입자의 이동을 제공합니다. 다른 그룹은 주로 인 함유 화합물 분자(ADP-ATP 시스템)와 같은 에너지 공급을 제공해야 합니다. 마지막으로, DNA와 RNA와 같은 고분자 구조를 형성하는 것이 필요하며, 그 주요 기능은 다음과 같은 역할을 하는 것입니다. 촉매 매트릭스 자기 복제를 위해.

우리는 이성질체 대칭의 위반과 관련된 한 가지 더 중요한 순간을 놓쳐서는 안 됩니다. 왼손잡이 유기물을 선호하는 선택이 어떻게 되었는지는 짐작할 수 있을 뿐이지만, 이러한 변동이 생명의 기원 직전에 있었다는 사실은 매우 자연스러워 보입니다. 생물학적 진화는 왼손잡이 원형 세포의 출현으로 "시작"되었다고 가정할 수 있습니다.