Biološka oksidacija. Redoks reakcije: Primeri

Brez energije ne more obstajati enoten dnevno počutje. Konec koncev, vsak kemična reakcija, koli postopek zahteva prisotnost. Vsaka oseba lahko enostavno razumeti in čutiti. Če cel dan jesti hrano, nato pa ga je zvečer, in morda prej, povečana simptomi utrujenosti začel, slabost, moč zelo zmanjšala.

Kako, pa so tako različni organizmi prilagoditi proizvodnjo energije? Od kod prihaja in kaj procesi pojavljajo hkrati znotraj kletke? Poskusite razumeti ta članek.

Pridobivanje energije organizmov

Ne glede na način, nobene energije, ki se porabi, je osnova vedno ležijo OVR (redoks reakcije). Primeri so različni. enačba fotosinteze, ki se izvaja od zelenih rastlin in nekaterih bakterij - je tudi OVR. Seveda, da bo postopek razlikuje glede na to, kakšno živo bitje je mišljeno.

Torej, vse živali - to heterotrofov. To taki organizmi, ki ne morejo same, da tvorijo v sebi pripravljeno za nadaljnjih organskih spojin in njihovo cepitveno sprostitev energijo kemijskih vezi.

Rastline, na drugi strani pa so najmočnejši proizvajalec organskih snovi na našem planetu. Izvajajo zapleten in pomemben proces, imenovan fotosintezo, ki je tvorba glukoze iz vode, ogljikovega dioksida pod vplivom posebnih snovi - klorofila. Stranski produkt je kisik, ki je vir življenja za vse aerobne živih bitij.

Redoks reakcije, katerih primeri so podani v postopku:

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

ali

• ogljikov dioksid + vodikov oksid pod vplivom pigmenta klorofila (encimsko reakcijo) na + = monosaharid prosti molekularni kisik.

Prav tako pa so tudi predstavniki biomase planeta, ki so sposobni uporabljati energijo kemijskih vezi anorganskih spojin. Imenujejo se chemotroph. Te vključujejo veliko vrst bakterij. Na primer, mikroorganizmi vodik, oksidiramo molekulo substrata v tleh. Postopek se pojavi po formuli: 2H ₂ 0 ₂ = 2H ₂ 0.

Zgodovina razvoja znanja o biološki oksidaciji

Proces, ki je osnova za energijo, je danes znano. To biološko oksidacijo. Biokemija kot podrobno študijo o podrobnostih in mehanizmih akcijskih korakov, ki ugank skoraj ni več. Vendar ni bilo vedno.

Prva omemba dejstva, da v živih bitij v procesu kompleksne transformacije, ki so po naravi kemijskih reakcij, jih je bilo približno v XVIII stoletju. Bilo je v tem času, Antuan Lavuaze, slavni francoski kemik, obrnil svojo pozornost na podoben način biološko oksidacijo in izgorevanje. Sledil zgledno poti pri dihanju kisika absorbira in ugotovila, da pride v telesu oksidacije, vendar počasnejša od zunaj pri zgorevanju različnih snovi. To pomeni, da je oksidant - kisikove molekule - presnovimo z organskimi spojinami, in zlasti z vodikom in ogljikom od njih in popolno pretvorbo skupaj z razkrojem spojin.

Kljub temu, da je ta predpostavka je v bistvu precej realna, je ostala zakriva veliko stvari. Na primer:

• Čas procesi so podobni in pogoji toka mora biti identična, razen oksidacija poteka pri nizki telesni temperaturi;
• ukrep spremljajo sproščanja velikanske količine toplotne energije in plamensko postavitev poteka;
• v živa bitja ne manj kot 75-80% vode, vendar to ne prepreči "gorenje" hranilnih snovi v njih.

Odgovoriti na vsa ta vprašanja in razumeti, kaj v resnici je biološka oksidacija, potrebujemo več kot eno leto.

Obstajajo različne teorije, ki vsebovanih pomen procesa kisika in vodika. Najpogostejši in najbolj uspešni so bili:

• Bachov teorija, ki se imenuje peroksid;
• Palladin teorija, ki temelji na takem konceptu kot "chromogens".

Kasneje je bilo veliko znanstvenikov v Rusiji in drugih državah po svetu, ki se postopoma omogočajo dopolnitev in sprememb na vprašanje, kaj je biološka oksidacija. Biokemija danes, zaradi svojega dela, vam lahko povem o vsakem od reakcije. Med najbolj znanih imen na tem področju, so naslednji:

• Mitchell;
• SV Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• Green;
• V. A. Engelgardt;
• Kaylin in drugi.

Vrste biološke oksidacije

Dve osnovni vrsti se lahko razlikuje od procesa, ki poteka v različnih pogojih. Tako je najbolj pogosta v mnogih vrst mikroorganizmov in gliv način za pretvorbo nastalega hrane - anaerobno. Ta biološki oksidacije, ki poteka brez kisika in brez njegove vpletenosti v kakršnikoli obliki. Taki pogoji so ustvarili v krajih, kjer ni dostopa zraka: podzemnih, razpadajočih substratov, silts, gline, močvirij in tudi v prostoru.

Ta tip oksidacije ima drugo ime - glikolize. To je tudi eden od korakov bolj zapleten in dolgotrajen, vendar energijsko bogata procesa - Pretvarjanje aerobno ali tkiva dihanje. To je druga vrsta postopka. Pojavlja se v vseh aerobnih živih bitij-heterotrofov, ki uporabljajo kisik za dihanje.

Tako te vrste biološke oksidacije.

1. Glikoliza, anaerobno pot. To ne zahteva prisotnost kisika in se konča z različnimi oblikami fermentacije.
2. Tkivo dihanje (oksidativna fosforilacija) ali aerobna tipa. To zahteva obvezne prisotnosti molekulskega kisika.

igralci

Zdaj menijo, da so neposredno funkcije, ki vsebuje biološko oksidacijo. Določite osnovne spojine in njihove okrajšave, ki se bo še naprej uporabljati.

1. Acetil koencima A (acetil-CoA) - kondenzacija oksalne kisline in ocetne kisline, koencim, ki se tvori v prvem koraku cikla trikarboksilnih kisline.
2. Krebsov ciklus (Krebsov cikel, trikarboksilne kisline) - določeno število zaporednih kompleksnih redoks pretvorb vključujejo sproščanje energije, redukcijo z vodikom, tvorbi pomembnih majhnim molekulsko maso. To je glavna povezava katalizirajo in proteinov.
3. NAD in NAD * H - dehidrogenaza encim, nikotinamid adenin dinukleotid stojala. Drugi formule - molekula s priloženo vodikom. NADP - nikotinamidadenindinukletid fosfat.
4. FAD in FAD * H - flavinadenindinukleotid - koencim dehidrogenazo.
5. ATP - adenozin trifosfat.
6. PVK - piruvična kislina ali piruvat.
7. Sukcinat ali jantarna kislina, H ₃ PO ₄ - fosforna kislina.
8. GTP - gvanozin trifosfat, razred purinskih nukleotidov.
9. ETC - elektronov prometno verigo.
10. Encimi postopek: peroksidazo, oksidaza, citokrom oksidaze, flavin-dehidrogenazo, različne koencime in druge spojine.

Vse te spojine so neposredno vključeni v proces oksidacije, ki se pojavi v tkivih (celic), živih organizmov.

Faza biološke oksidacije: Tabela

To so vsi postopki, ki spremljajo biološko oksidacijo vključuje kisik. Seveda, niso v celoti opisani, vendar le v naravi, kot za podroben opis potrebujejo celo poglavje knjige. Vsi biokemični procesi živih organizmov je zelo večplasten in zapleten.

Redoks reakcija Postopek

Redoks reakcije, katerih primeri so podani procese oksidacije substrata, opisane zgoraj, so naslednji.

1. Glikoliza: monosaharid (glukoza) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ O ₂ + 2H + NADH.
2. Oksidacija piruvat: encimskega = STC + ogljikov dioksid + acetaldehida. Potem naslednji korak: acetaldehid + koencima A = acetil-CoA reduktaze.
3. Množica zaporednih transformacij citronske kisline v ciklu Krebs.

Ti redoks reakcije zgoraj ponazarja, odraža bistvo procesov le na splošno. Znano je, da imajo spojine v zadevni nanašajo makromolekularne ali ima velik ogljikov skelet, tako prikazati vse popolna formula preprosto ni mogoče.

Energija izhod dihanje tkiva

Glede na zgornji opis je jasno, da za izračun celotna proizvodnja vso energijo oksidacije je enostavno.

1. Dve molekuli ATP daje glikolize.
2. Oksidacija piruvat 12 molekul ATP.
3. 22. Molekula predstavljajo cikla trikarboksilnih kisline.

Vmesna vsota: celotna aerobna biološka oksidacija s pomočjo daje energijo dobitek, ki je enaka 36 molekulami ATP. Pomen biooxidation očitna. To je ta energija, ki živi organizmi, da živijo in delujejo, kot tudi, da se segreje svoje telo, gibanje in druge potrebne stvari uporablja.

Podlaga anaerobno oksidacijo

Druga vrsta biološke oksidacije - anaerobno. To je tisti, ki se izvaja pri vseh, ki pa se ustavi določenih vrst mikroorganizmov. To glikoliza, in je tukaj, da se razlike jasno videti v prihodnje pretvorbo snovi med aerobne in anaerobne.

Biološka oksidaciji tako številne.

1. Glikoliza, tj oksidacijo molekul glukoze do piruvata.
2. Fermentacija, ki vodi do regeneracijo ATP.

Fermentacija je lahko različnih vrst, odvisno od organizma, njeno izvedbeno.

mlečni fermentaciji

Izvajalec mlečnokislinskih bakterij in nekaterih gliv. Bistvo je ponovno vzpostaviti PVC v mlečno kislino. Ta postopek se uporablja v industriji za proizvodnjo:

• mlečni izdelki;
• vložena zelenjava in sadje;
• silaža za živali.

Ta tip fermentacije je ena izmed najbolj uporabljanih v človeških potreb.

alkoholno vrenje

Znani ljudje iz najstarejših časov. Bistvo postopka je pretvorba STC v dve molekuli etanola in dveh ogljikov dioksid. Preko tega izhoda izdelka, ta tip fermentacije se uporablja za proizvodnjo:

• kruh;
• vino;
• pivo;
• slaščice in druge stvari.

Opravlja svoje gobe kvas in bakterijske mikroorganizme.

maslene kisline fermentacija

Dovolj ozko določeno vrsto fermentacije. Izvajajo bakterije iz rodu Clostridium. Bistvo vključuje pretvorbo piruvata v maslene kisline, vsiljene hrane vonjave in žarkega okusa.

Zato biooxidation reakcija dogaja na tej poti, se praktično uporablja v industriji. Vendar pa so te bakterije so samozaposlene semeni hrana in škoda, ki znižujejo njihovo kakovost.