Biologiese oksidasie. Redoksreaksies: Voorbeelde

Sonder energie nie kan bestaan nie 'n enkele lewende wese. Na alles, elke chemiese reaksie, enige proses vereis sy teenwoordigheid. Enige persoon kan maklik verstaan dit en voel dit. As die hele dag om te eet, dan deur die aand, en miskien vroeër, verhoogde moegheid simptome begin, swakheid, krag aansienlik verminder.

Hoe, dan, wyse waarop die verskillende organismes aangepas om die produksie van energie? Waar kom dit vandaan kom en watter prosesse plaasvind op dieselfde tyd binne-in die hok? Probeer om hierdie artikel te verstaan.

Die verkryging van energie organismes

Ongeag hoe geen energie verbruik word, die grondslag lê altyd OVR (redoksreaksies). Voorbeelde hiervan is anders. vergelyking van fotosintese, wat uit groen plante en 'n paar bakterieë oorgedra word - dit is ook die OVR. Natuurlik, sal die proses anders wees, afhangende van watter soort van 'n lewende wese bedoel.

So, al die diere - dit heterotrofe. Dit wil sê sulke organismes wat nie in staat is om alleen binne homself gereed vir verdere organiese verbindings en hul cleavage vrylating te vorm die energie van chemiese bindings is.

Plante, aan die ander kant, is die mees kragtige produsent van organiese materiaal op ons planeet. Hulle voer 'n komplekse en belangrike proses wat fotosintese genoem, wat is die vorming van glukose uit water, koolstofdioksied onder die invloed van spesiale stowwe - chlorofil. 'N byproduk is suurstof, wat is die bron van lewe vir almal aerobiese lewende wesens.

Redoksreaksies, voorbeelde van wat geïllustreer in die proses:

• 6CO ₂ + 6H ₂ O = chlorofil = C ₆ H ₁₀ O ₆ + 6O _2;

of

• koolstofdioksied + waterstofoksied onder die invloed van die pigment chlorofil (ensiemreaksie) + = monosakkaried gratis molekulêre suurstof.

Ook, daar is ook verteenwoordigers van die biomassa van die planeet wat in staat is om die energie van chemiese bindings van anorganiese verbindings gebruik. Hulle word genoem chemotroph. Dit sluit baie verskillende tipes van bakterieë. Byvoorbeeld, mikro-organismes is waterstof, oksiderende n substraatmolekule in die grond. Die proses vind plaas volgens die formule: 2H ₂ 0 ₂ = 2H ₂ 0.

Die geskiedenis van die ontwikkeling van kennis oor die biologiese oksidasie

Die proses wat die basis van energie, is dit vandag bekend. Hierdie biologiese oksidasie. Biochemie as 'n Gedetailleerde studie van die besonderhede en meganismes van aksiestappe wat byna raaisels gegaan. Dit was egter nie altyd nie.

Die eerste melding van die feit dat binne lewende wesens ondergaan komplekse transformasies, wat deur die natuur van chemiese reaksies, was daar min of meer in die agttiende eeu. Dit was in hierdie tyd, Antuan Lavuaze, die beroemde Franse chemikus, het sy aandag aan die manier soortgelyk aan biologiese oksidasie en verbranding. Hy volg voorbeeldige pad tydens asemhaling suurstof geabsorbeer en tot die gevolgtrekking gekom dat binne die liggaam van oksidasie prosesse, maar stadiger as die buite tydens die verbranding van verskillende stowwe. Dit is, 'n oksideermiddel - suurstofmolekules - is gereageer met organiese verbindings, naamlik, waterstof en koolstof van hulle, en 'n volledige omskakeling, vergesel deur die uitbreiding gewrigte.

Alhoewel hierdie aanname is in wese baie werklik, dit gebly verduister baie dinge. Byvoorbeeld:

• tyd prosesse is soortgelyk, en die voorwaardes van vloei moet identies wees, maar die oksidasie opbrengs op 'n lae liggaamstemperatuur;
• aksie gaan gepaard met die vrystelling geweldige bedrae van hitte-energie en vlam vorming plaasvind;
• in lewende wesens nie minder nie as 75-80% van die water, maar dit beteken nie dat "brand" voedingstowwe in hulle.

Om antwoord al hierdie vrae en om te verstaan wat regtig die biologiese oksidasie, wat nodig is meer as 'n jaar.

Daar is verskillende teorieë wat die belangrikheid van die proses van suurstof en waterstof geïmpliseer. Die mees algemene en die mees suksesvolle was soos volg:

• Bach se teorie, genaamd peroxide;
• Palladin se teorie, wat gebaseer is op so 'n konsep soos "chromogens".

Later was daar baie wetenskaplikes in Rusland en ander lande van die wêreld, wat geleidelik toevoegings en veranderinge aan te bring aan die vraag van wat is die biologiese oksidasie. Biochemie van vandag, as gevolg van hul werk, kan jy vertel oor elk van die reaksie proses. Een van die mees bekende name in hierdie gebied is die volgende:

• Mitchell;
• SV Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• groen;
• V. A. Engelgardt;
• KAYLINleer en ander.

Tipes biologiese oksidasie

Twee basiese tipes kan onderskei word van die proses wat plaasvind onder verskillende toestande. die anaërobiese - dus, die mees algemene in baie spesies van mikro-organismes en swamme manier om die gevolglike kos te omskep. Hierdie biologiese oksidasie, wat sonder suurstof en sonder sy betrokkenheid in enige vorm is uitgevoer. Sodanige voorwaardes geskep word in plekke waar daar geen toegang lug: ondergrondse, verrottende substrata, slikke, klei, moerasse en selfs in die ruimte.

Hierdie tipe van oksidasie het 'n ander naam - glikolise. Dit is ook een van die stappe wat 'n meer ingewikkeld en tydrowend, maar energiek ryk proses - die omskakeling van die aerobiese of weefsel asemhaling. Dit is die tweede tipe van die proses. Dit kom in alle aerobiese lewende wesens-heterotrofe, wat suurstof gebruik vir asemhaling.

So, hierdie tipe van biologiese oksidasie.

1. Glikolise, die anaërobiese pad. Dit maak nie die teenwoordigheid van suurstof vereis en eindig met verskillende vorme van fermentasie.
2. Weefsel asemhaling (oksidatiewe fosforilering), of die aerobiese tipe. Dit vereis dat die verpligte teenwoordigheid van molekulêre suurstof.

akteurs

Ons het nou beskou hulself direk beskik dat die biologiese oksidasie bevat. Definieer die basiese verbindings en hul afkortings wat later gebruik sal word.

1. Asetiel koënsiem A (asetiel-KoA) - kondensasie van oksaalsuur en asynsuur, koënsiem, wat gevorm word in die eerste stap van die tri suur siklus.
2. Krebs-siklus (sitroensuursiklus, tri suur) - 'n aantal opeenvolgende komplekse redoks transformasies met betrekking tot die vrystelling van energie, waterstof vermindering, die vorming van belangrike lae gewig produkte molekulêre. Dit is die belangrikste skakel kataliseer en anabolisme.
3. NAD en NAD * H - dehidrogenase ensieme, nikotienamied adeniendinukleotied staan. Die tweede formule - 'n molekule met 'n aangehegte waterstof. NADP - nikotinamidadenindinukletid fosfaat.
4. FAD en FAD * H - Flavin adeniendinukleotied - koënsiem dehidrogenase.
5. ATP - adenosientrifosfaat.
6. PVK - pirodruiwesuur of piruvaat.
7. Suksinaat of barnsteensuur, H ₃ PO ₄ - fosforsuur.
8. GTP - guanosien trifosfaat, 'n klas van purien nukleotiede.
9. ETC - die elektrontransportketting.
10. Ensieme proses: peroksidase, oksigenase, sitochroomoksidasie, Flavin dehidrogenase, verskeie ko-ensieme en ander verbindings.

Al hierdie verbindings is direk betrokke by die proses van oksidasie wat plaasvind in die weefsel (selle) van lewende organismes.

Die stadium van biologiese oksidasie: Table

Dit is al die prosesse wat die biologiese oksidasie met suurstof te vergesel. Natuurlik is dit nie volledig beskryf nie, maar slegs in die natuur, soos vir 'n gedetailleerde beskrywing n hele hoofstuk van die boek nodig. Al die biochemiese prosesse van lewende organismes is baie veelsydig en komplekse.

Redoksreaksie proses

Redoksreaksies, voorbeelde van wat geïllustreer substraat oksidasie prosesse hierbo beskryf is as volg.

1. Glikolise: monosakkaried (glukose) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ O ₂ + 2H + NADH.
2. Oksidasie van piruvaat: ensiem = SBM + koolstofdioksied + asetaldehied. Toe die volgende stap: Asetaldehied + koënsiem A = asetiel-KoA.
3. 'N pluraliteit van opeenvolgende transformasies van sitroensuur in die Krebs-siklus.

Hierdie redoksreaksies bo voorbeeld, weerspieël die essensie van die prosesse net in algemene terme. Dit is bekend dat die verbindings in vraag hou verband met 'n makromolekulêre of 'n groot koolstofskelet, so om uit te beeld al die volledige formule is net nie moontlik nie.

Die energie uitset van die weefsel asemhaling

Volgens die bogenoemde beskrywing is dit duidelik dat om te bereken die totale uitset van al die energie van oksidasie is maklik.

1. Twee molekules ATP gee glikolise.
2. Oksidasie van piruvaat 12 ATP molekules.
3. 22 molekuul rekening vir die tri suur siklus.

Subtotaal: totale aerobiese biologiese oksidasie by wyse gee energie opbrengs gelyk aan 36 molekules van ATP. Betekenis biooxidation voor die hand liggend. Dit is hierdie energie wat gebruik word deur lewende organismes te leef en funksie, sowel as om sy liggaam, beweging en ander noodsaaklike dinge te warm.

Substraat anaërobiese oksidasie

Die tweede tipe van biologiese oksidasie - die anaërobiese. Dit is die een wat uit glad gedra, maar wat sekere tipes van mikro-organismes tot stilstand kom. Dit glikolise, en dit is hier waar die verskille duidelik gesien word in die toekoms sukses van stowwe tussen die aerobiese en anaerobiese.

Biologiese oksidasie stap van hierdie manier talle.

1. Glikolise, dit wil sê oksidasie van glukose molekule tot pirovaat.
2. Fermentasie, wat lei tot herlewing van ATP.

Fermentasie kan van verskillende tipes wees, afhangende van die organisme, die uitvoering.

melksuur fermentasie

Uitgevoer deur melksuurbakterieë en 'n paar swamme. Die bottom line is om die LOAC herstel na melksuur. Hierdie proses word gebruik in die industrie te produseer:

• gefermenteerde melkprodukte;
• gepekelde groente en vrugte;
• kuilvoer vir diere.

Hierdie tipe van fermentasie is een van die mees gebruik in menslike behoeftes.

alkoholiese fermentasie

Bekend mense van die mees antieke tye. Die kern van die proses is om te sit SBM in twee molekules van etanol en twee koolstofdioksied. Deur middel van hierdie produk uitgang, hierdie tipe van fermentasie wat gebruik word om te produseer:

• brood;
• wyn;
• bier;
• gebak en ander dinge.

Uit te voer sy sampioen gis en bakteriële mikro-organismes.

bottersuur fermentasie

Voldoende eng spesifieke tipe van fermentasie. Gedra bakterieë van die genus Clostridium. Die kern bestaan in die omskakeling van piruvaat na bottersuur, oordra kos reuke en galsterige smaak.

Daarom biooxidation reaksie aan die gang hierdie pad, is prakties in die industrie gebruik. Maar hierdie bakterieë is self-gekeurde voedsel en leed, die kwaliteit verlaag.