Biološki oksidacije. Redoks reakcije: Primeri

Bez energije ne može postojati jedan živo biće. Na kraju krajeva, svaki kemijske reakcije, bilo koji proces zahtijeva njegovo prisustvo. Bilo koja osoba može lako shvatiti to i osjetiti. Ako cijeli dan jesti hranu, a zatim do večeri, a možda i ranije, povećana simptomi umor početi, slabost, snaga znatno smanjena.

Kako onda, tako različitih organizama su se prilagodili proizvodnju energije? Odakle dolazi i šta procesi se odvijaju u isto vrijeme u kavezu? Pokušaj da shvatiš ovaj članak.

Dobijanja energije organizama

Koji god način ne energije koja se troši, osnova uvijek leže OVR (redoks reakcije). Primjeri su različiti. jednadžba fotosinteze, koji se provodi od zelene biljke i neke bakterije - to je ujedno i OVR. Naravno, proces će biti drugačiji u zavisnosti od toga kakav je živo biće je mislio.

Dakle, sve životinje - to heterotrofa. I.e. takvih organizama koji nisu u stanju sami da formiraju unutar sebe spremni za dalje organski spojevi i njihovi oslobađanje energiju hemijskih veza.

Biljke, s druge strane, su najmoćniji proizvođač organske materije na našoj planeti. Oni obavljaju složen i važan proces koji se naziva fotosinteza, koja je formiranje glukoze iz vode, ugljen-dioksida pod uticajem posebnih supstanci - klorofil. A nusproizvod je kisik, koji je izvor života za sve aerobne živih bića.

Redoks reakcije, od kojih su primjeri su ilustrirani u procesu:

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

ili

• ugljen-dioksid + hidrogen oksid pod uticajem pigmenta hlorofila (enzim reakcija) + = monosaharid besplatno molekularnog kisika.

Također, tu su i predstavnici biomase planete koji su u stanju da koriste energiju hemijskih veza neorganskih jedinjenja. Nazivaju se chemotroph. To uključuje mnoge vrste bakterija. Na primjer, mikroorganizmi su vodik, oksidira supstrat molekula u tlu. Proces odvija u skladu sa formuli: 2H ₂ 0 ₂ = 2H ₂ 0.

Istorija razvoja znanja o biološkoj oksidaciji

Proces koji je osnova energije, što je poznato danas. Ova biološka oksidacija. Biohemije kao detaljnu studiju o detaljima i mehanizmi djelovanja koraka koje zagonetke gotovo nestala. Međutim, to nije bilo uvijek.

Prvi pomen na činjenicu da u roku od živih bića prolaze kroz složene transformacije, koji su po prirodi kemijske reakcije, bilo je otprilike u XVIII veku. Bilo je to u ovom trenutku, Antuan Lavuaze, poznati francuski hemičar, okrenuo pažnju na način sličan biološki oksidacije i sagorijevanje. Pratio uzoran put kada diše kisik apsorbira i zaključio da se javljaju unutar tijela oksidacije, ali sporije nego što je izvan prilikom sagorijevanja različitih supstanci. To jest, oksidant - molekula kisika - su reagirali sa organskih spojeva, a posebno sa hidrogenom i ugljen od njih, i potpune konverzije, u pratnji razgradnje spojeva.

Međutim, iako je ova pretpostavka je u suštini sasvim realna, ona je ostala zamagliti mnoge stvari. Na primjer:

• procesi vremena su slične, a uslovi protoka mora biti identično, ali je oksidacija odvija na niskoj temperaturi tijela;
• akcija je u pratnji oslobađanje ogromne količine toplotne energije i plamena formiranja odvija;
• u živim bićima ne manje od 75-80% vode, ali to ne sprečava "gori" hranjive tvari u njima.

Da bi odgovorili na sva ova pitanja i da shvate šta zaista je biološki oksidacije, potrebno je više od godinu dana.

Postoje različite teorije koja je podrazumijevala je važnost procesa kisika i vodika. Najčešći i najuspješniji su bili:

• Bach teorija, pod nazivom peroksid;
• Palladin teorija, zasnovana na takav koncept kao "hromogene".

Kasnije je bilo mnogo naučnika iz Rusije i drugih zemalja svijeta, koja se postepeno napraviti dopune i promjene na pitanje šta je biološki oksidacije. Biohemije danas, zbog njihovog rada, mogu vam reći o svakoj od procesa reakcije. Među najpoznatijim imenima u ovoj oblasti su:

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

Vrste biološkog oksidacije

Dva osnovna tipa mogu se razlikovati od procesa koji se odvijaju pod različitim uvjetima. Dakle, najčešće u mnogim vrstama mikroorganizama i gljivica način da se pretvoriti u rezultat hrane - anaerobnog. Ova biološka oksidacija, koja se obavlja bez kisika i bez njegovog učešća u bilo kojem obliku. Takvi uvjeti su stvoreni na mjestima gdje nema pristupa zraka: underground, propada supstratu, prašina, glina, močvara i čak u prostoru.

Ova vrsta oksidacije ima drugo ime - glikolize. To je ujedno i jedan od koraka složenije i dugotrajan, ali energično bogat proces - pretvaranje aerobni ili tkiva disanje. Ovo je druga vrsta procesa. Javlja se u svim aerobnih živih bića-heterotrofa, koji koriste kisik za disanje.

Prema tome, ove vrste biološke oksidacije.

1. Glikoliza, anaerobnog puta. To ne zahtijeva prisustvo kisika i završava sa različitim oblicima fermentacije.
2. Tkivo disanje (oksidativnog fosforilacija), ili aerobnog tipa. To zahtijeva obavezno prisustvo molekularnog kisika.

akteri

Mi sada smatraju da su direktno ima koja sadrži biološki oksidacije. Definisati osnovne komponente i njihove skraćenice, koji će i dalje koristiti.

1. Acetil koenzim A (acetil-CoA) - kondenzacija oksalne kiseline i octena kiselina, koenzim, koji se formira u prvom koraku u ciklusu tricarboxylic kiseline.
2. Krebs ciklus (limunska ciklus kiselina, tricarboxylic kiselina) - niz uzastopnih kompleksa redoks transformacija uključuje oslobađanje energije, smanjenje vodika, formiranje važnih proizvodi niske molekularne težine. To je glavni link katalizirati i anabolizam.
3. NAD i NAD * H - dehidrogenaza enzima, nikotinamid adenin dinukleotid stoji. Drugi konfiguracija - molekula s prilogu vodika. NADP - nikotinamidadenindinukletid fosfat.
4. FAD i FAD * H - flavin adenin dinukleotid - koenzim dehidrogenaze.
5. ATP - adenozin trifosfat.
6. PVK - pyruvic kiseline ili piruvat.
7. Sukcinat ili jantarnom kiselinom, H ₃ PO ₄ - fosforne kiseline.
8. GTP - guanozin trifosfata, klasa purinskih nukleotida.
9. ETC - lanac transporta elektrona.
10. Enzimi proces: peroksidaze, oksigenaz, citokrom oksidaze, Flavin dehidrogenaze, razne koenzima i drugih jedinjenja.

Svi ovi spojevi su direktno uključeni u proces oksidacije koji se javlja u tkivima (ćelija) živih organizama.

Fazi biološke oksidacije: Tabela

To su svi procesi koji prate biološke oksidacije uključuje kisik. Naravno, oni nisu u potpunosti opisan, ali samo u prirodi, kao i za detaljan opis potreban čitav poglavlje knjige. Sve biohemijske procese živih organizama je izuzetno višestruka i kompleksna.

Redox proces reakcija

Redoks reakcije, od kojih su primjeri su ilustrirani podlogu oksidacije gore opisane su kako slijedi.

1. Glikolize: monosaharid (glukoza) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ O ₂ + 2H + NADH.
2. Oksidacija piruvata: enzim = STC + ugljični dioksid + acetaldehid. Onda slijedeći korak: acetaldehida + koenzima A = acetil-CoA.
3. Množina sekvencijalni transformacija limunske kiseline u Krebs ciklusa.

Ove redoks reakcije gore objašnjena, odražavaju suštinu procesa samo u opštem smislu. Poznato je da su spojevi u pitanje odnose se na makromolekula ili imaju veliki ugljen kostur, tako da prikažu sve kompletan formula jednostavno nije moguće.

Izlaznu energiju disanja tkiva

Prema gore opis je jasno da izračunati ukupne snage svih energija oksidacije je jednostavno.

1. Dva molekula ATP daje glikolize.
2. Oksidacija piruvata 12 ATP molekula.
3. 22 molekula račun za ciklus tricarboxylic kiseline.

UKUPNO: ukupno aerobne biološke oksidacije način daje prinos energije jednaka 36 molekula ATP-a. Značenje biooxidation očigledno. To je ta energija koju koristi živih organizama na život i funkciju, kao i na toplo njegovo tijelo, pokret i ostale potrebne stvari.

Podloga anaerobna oksidacija

Drugi tip biološke oksidacije - anaerobnog. To je onaj koji se odvija na svim, ali koji zaustavlja određene vrste mikroorganizama. To glikoliza, a to je ovdje da su razlike su jasno vidjeti u budućnosti konverzije supstanci između aerobne i anaerobne.

Biološka oksidacija korak na ovaj način brojni.

1. Glikoliza, odnosno oksidacije molekula glukoze u piruvat.
2. Fermentacije, što je dovelo do obnavljanja ATP-a.

Fermentacija mogu biti različitih vrsta, ovisno o organizmu, za njegovo sprovođenje.

mliječne fermentacije

Obavlja bakterija mliječne kiseline i nekih gljivica. Suština je da vratite PVC za mliječne kiseline. Ovaj postupak se koristi u industriji za proizvodnju:

• mliječnih proizvoda;
• ukiseljenog povrća i voća;
• silaže za životinje.

Ovaj tip fermentacije je jedna od najviše koristi u ljudske potrebe.

alkoholne fermentacije

Poznati ljudi iz najstarijih vremena. Suština procesa je da se pretvoriti STC u dva molekula etanola i dva ugljen-dioksida. Kroz ovaj izlaz proizvod, ovaj tip fermentacije koristi za proizvodnju:

• kruha;
• vina;
• pivo;
• bombonima i druge stvari.

Obavlja svoje gljiva kvasca i bakterija mikroorganizama.

maslačna kiselina fermentacije

Dovoljno usko specifičan tip fermentacije. Nošen bakterija iz roda Clostridium. Suština se sastoji u pretvaranju piruvata u butanska kiselina, prenoseći mirise hrane i užeglo ukusa.

Stoga biooxidation reakcija događa na tom putu, praktično koristi u industriji. Međutim, ove bakterije su samo-zrna hrane i štete, smanjenje njihov kvalitet.