Biologické oxidácie. Redox reakcie: Príklady

Bez energie nemôže existovať jediný živú bytosť. Koniec koncov, každá chemická reakcia, akýkoľvek proces vyžaduje jeho prítomnosť. Každá osoba, ktorá môže ľahko pochopiť a cítiť. V prípade, že celý deň jesť jedlo, potom do večera, a možno skôr, zvýšená únava symptómy začnú, slabosť, sila značne znížená.

Ako teda spôsob, ako rôzne organizmy sa prispôsobili výrobu energie? Tam, kde to pochádza a aké procesy prebiehajú súčasne v klietke? Snažte sa pochopiť tento článok.

Získavania energie organizmy

Podľa toho, ako žiadna energia je spotrebovaná, je základom vždy ležať OVR (redox reakcia). Príklady sú rôzne. rovnica fotosyntézy, ktorá sa vykonáva zelených rastlín a niektorých baktérií - to je tiež OVR. Samozrejme, že tento proces bude líšiť v závislosti na tom, čo je to za živé bytosti je myslené.

Takže všetky zvieratá - to heterotrophs. To znamená také organizmy, ktoré nie sú schopné samostatne tvoriť v sebe pripravený pre ďalšie organické zlúčeniny a ich uvoľňovanie štiepenie energiu chemických väzieb.

Rastliny, na druhej strane, sú najsilnejšie producent organických látok na našej planéte. Oni vykonávať komplexný a dôležitý proces zvaný fotosyntézy, čo je tvorba glukózy z vody, oxidu uhličitého pod vplyvom špeciálne látky - chlorofylu. Vedľajším produktom je kyslík, ktorý je zdrojom života pre všetky aeróbne živých bytostí.

Redox reakcie, ktorých príklady sú uvedené v procese:

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

alebo

• oxid uhličitý + kysličník vodíka pod vplyvom pigmentu chlorofylu (enzymatické reakcie) + = monosacharid bez molekulárneho kyslíka.

Tiež sú tu aj zástupcovia biomasy planéty, ktorí sú schopní používať energiu chemických väzieb anorganických zlúčenín. Nazývajú sa chemotrofie. Patrí medzi ne mnoho typov baktérií. Napríklad mikroorganizmy znamenajú atóm vodíka, oxidáciou molekuly substrátu v pôde. Postup sa vykonáva podľa vzorca: 2 H ₂ 0 ₂ = 2 H ₂ 0.

História vývoja poznatkov o biologickej oxidácie

Proces, ktorý je základom energie, to je známe dnes. Táto biologická oxidácia. Biochémia ako podrobnú štúdiu detailov a mechanizmov akčných krokov, ktoré hádankách takmer preč. Avšak, to nebolo vždy.

Prvé zmienky o tom, že v rámci živej bytosti prechádza komplexné transformácie, ktoré sú zo svojej povahy chemických reakcií, tam bol zhruba v XVIII storočia. To bolo v tomto okamihu, Antuan Lavuaze, slávny francúzsky chemik, obrátil svoju pozornosť k podobným spôsobom ako biologické oxidácii a spaľovanie. Ten pri dýchaní kyslík absorbovaný nasleduje príkladný cestou a dospel k záveru, že sa vyskytujú v tele oxidačných procesov, ale pomalšie, než je vonkajšie počas spaľovania rôznych látok. To znamená, že oxidačné činidlo - molekuly kyslíka - sa nechá reagovať s organickými zlúčeninami, a to najmä, s vodíkom a uhlíka z nich, a úplné konverziu, sprevádzané rozkladom zlúčenín.

Avšak, hoci tento predpoklad je v podstate celkom reálne, to zostalo zakryť veľa vecí. napríklad:

• time procesy sú podobné, a podmienky toku by mali byť identické, ale oxidácia prebieha pri nízkej teplote tela a;
• Akcia je sprevádzaná uvoľňovaním obrovské množstvo tepelnej energie a tvorby plameňa sa uskutočňuje;
• V živých bytostí nie menej ako 75-80% vody, ale to nebráni tomu, aby "spálenie" živiny v nich.

Ak chcete odpovedať na všetky tieto otázky a pochopiť, čo vlastne je biologická oxidácia, potreboval viac ako jeden rok.

Existujú rôzne teórie, čo znamenalo, že je dôležité v procese kyslíka a vodíka. Najbežnejšie a najúspešnejší boli:

• Bach teórie, tzv peroxid;
• Palladino teórie, založený na takom poňatí ako "chromogény".

Neskôr tam bolo mnoho vedcov v Rusku a ďalších krajinách sveta, ktoré sa postupne dodatky a zmeny na otázku, čo je biologická oxidácia. Biochémia dnes, pretože ich práca, možno povedať o každom z reakčného procesu. Jedným z najznámejších mien v tejto oblasti sú nasledovné:

• Mitchell;
• SV Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• zelená;
• V. A. Engelgardt;
• Kaylin a ďalšie.

Druhy biologické oxidácie

Dva základné typy môžu byť diferencované podľa procesu, ktorý sa uskutoční za rôznych podmienok. To znamená, že najviac bežné v mnohých druhov mikroorganizmov a húb spôsobom previesť výsledný potraviny - anaeróbne. Táto biologická oxidácia, ktorý sa vykonáva bez kyslíka a bez jeho účasti v akejkoľvek forme. Takéto podmienky sú vytvorené v miestach, kde nie je prístup vzduchu: podzemí, rozkladajúcich sa substráty, kalov, íly, močiare, a dokonca aj vo vesmíre.

Tento typ oxidácia má iný názov - glykolýzu. To je tiež jeden z krokov zložitejšie a časovo náročnejšie, ale energeticky bohatý proces - premenu aeróbne alebo tkanivové dýchanie. Jedná sa o druhý typ procesu. Vyskytuje sa vo všetkých aeróbnych živým bytostiam-heterotrofné organizmov, ktoré využívajú kyslík pre dýchanie.

Preto tieto typy biologickej oxidácii.

1. Glykolýza, anaeróbne cesta. To nevyžaduje prítomnosť kyslíka a končí s rôznymi formami fermentácie.
2. Tkanivové dýchanie (oxidatívny fosforylácie) alebo aeróbne typu. To vyžaduje, aby povinné prítomnosti molekulárneho kyslíka.

herci

Teraz uvažujeme samy o sebe priamo k dispozícii, ktorý obsahuje biologickú oxidáciu. Definovať základné zlúčeniny a ich skratky, ktoré budú aj naďalej používať.

1. Acetylkoenzýmu A (acetyl-CoA) - kondenzácie kyseliny šťaveľovej a kyseliny octovej, koenzým, ktorá je vytvorená v prvom kroku cykle trikarboxylová kyseliny.
2. Krebsov cyklus (cyklus kyseliny citrónovej, kyseliny trikarboxylová) - rad po sebe nasledujúcich komplexných redoxných transformáciou zahŕňajú uvoľnenie energie, zníženie vodíka, tvorbe dôležitých produktov s nízkou molekulovou hmotnosťou. To je hlavný odkaz katalyzuje a anabolizmus.
3. NAD a NAD * H - dehydrogenázy enzým, nikotínamid adenín dinukleotid stojí. Druhý vzorec - molekula s pripojenou vodíka. NADP - nikotinamidadenindinukletid fosfát.
4. FAD a FAD * H - flavínadeníndinukleotid - koenzým dehydrogenázy.
5. ATP - adenosintrifosfát.
6. PVK - kyselina pyrohroznová alebo pyruvát.
7. Sukcinát alebo kyselina jantárová, H _{3PO 4} - kyselina fosforečná.
8. GTP - guanozín trifosfát, trieda purínových nukleotidov.
9. ETC - elektrón ťažného reťaze.
10. Enzýmy proces: peroxidázu, oxygenázy, cytochróm oxidázy, Flavin-dehydrogenázu, rôzne koenzýmy a ďalšie zlúčeniny.

Všetky tieto zlúčeniny sú priamo zapojené do procesu oxidácie, ktorá sa vyskytuje v tkanivách (bunky) živých organizmov.

Stupeň biologickej oxidácie: Tabuľka

To sú všetky procesy, ktoré sprevádzajú biologickú oxidácii zahŕňajúce kyslík. Je prirodzené, že nie sú plne popísané, ale len v prírode, pokiaľ ide o podrobný opis je potrebné celú kapitolu knihy. Všetky biochemické procesy živých organizmov je veľmi rozmanitý a zložitý.

reakčný proces Redox

Redox reakcie, ktorých príklady sú znázornené substrát oxidačných procesov, popísané vyššie, sú nasledujúce.

1. Glykolýza: monosacharid (glukóza) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ O ₂ + 2H + NADH.
2. Oxidácie pyruvátu: enzýmu = STC + oxid uhličitý + acetaldehydu. Potom nasledujúci krok: Acetaldehyd + koenzým A = acetyl-CoA.
3. Množina po sebe nasledujúcich transformácií kyseliny citrónovej v Krebsovom cykle.

Tieto redox reakcie uvedené v príklade vyššie, odráža podstatu procesov iba všeobecne. Je známe, že zlúčeniny predmetné vzťahujú na makromolekulárnej alebo s veľkou uhlíkový skelet, tak sa zobraziť všetky kompletné vzorec je jednoducho nie je možné.

Energia výstup tkanivového dýchania

Podľa vyššie uvedeného popisu je zrejmé, že pre výpočet celkovej produkcie všetkých energie oxidácie je jednoduché.

1. Dve molekuly ATP dáva glykolýzu.
2. Oxidácie pyruvátu 12 ATP molekúl.
3. 22. Molekula účet pre cyklus kyseliny trikarboxylová.

Súčet: celkom aeróbna biologická oxidácia pomocou dáva energiu výťažok rovný 36 molekúl ATP. Význam biooxidation zrejmé. Je to práve táto energia používajú živé organizmy žiť a funkcie, ako aj ohriať svoje telo, pohyb a ďalšie potrebné veci.

Substrát anaeróbne oxidácia

Druhý typ biologickej oxidácii - anaeróbne. To je ten, ktorý je vykonávaný vôbec, ale ktorý sa zastaví niektoré druhy mikroorganizmov. To glykolýza, a je to tu, že rozdiely sú jasne vidieť na budúce premenu látok medzi aeróbne a anaeróbne.

Biologická oxidačný krok tohto spôsobu mnohých.

1. Glykolýza, tj oxidácia molekúl glukózy na pyruvát.
2. Fermentácia, čo vedie k regenerácii ATP.

Fermentácia môže byť rôznych typov, v závislosti na organizmus, jeho vykonanie.

mliečna fermentácia

Uskutočňované baktériami mliečneho kvasenia a niektorých hubách. Podstatou je obnoviť PVC na kyselinu mliečnu. Tento postup sa používa v priemysle na výrobu:

• mliečne výrobky;
• nakladaná zelenina a ovocie;
• siláž pre zvieratá.

Tento typ fermentácia je jedným z najčastejšie používaných v ľudských potrieb.

alkoholové kvasenie

Známe ľudí od najstarších čias. Podstatou spôsobu je previesť STC do dvoch molekúl etanolu a dve oxidu uhličitého. Prostredníctvom tohto výstupu produktu, tento typ fermentácie na výrobu:

• chlieb;
• víno;
• pivo;
• cukrovinky a ďalšie veci.

Vykonávať svoju hubovú kvasiniek a bakteriálnych mikroorganizmov.

maslová kyselina fermentácie

Postačí úzko konkrétny typ fermentácie. Nesené baktérie rodu Clostridium. Podstata spočíva v konverzii pyruvátu na kyselinu maslovú, ktoré dodá potravín pachy a zatuchnuté chuti.

Preto biooxidation reakcia deje na tejto ceste, je prakticky používa v priemysle. Avšak, tieto baktérie sú náletových potraviny a škôd, zníženie ich kvality.