Bioloģiskā oksidācija. Oksidācijas-reducēšanas reakcijas: piemēri

Bez enerģijas navno dzīvās būtnes. Galu galā, katrai ķīmiskajai reakcijai jebkuram procesam ir nepieciešama tā klātbūtne. Katrai personai ir viegli saprast un sajust to. Ja veselu dienu neēd, tad līdz vakaram un varbūt agrāk ievērojami samazināsies paaugstināta noguruma, letarģijas un izturības simptomi.

Kā dažādi organismi pielāgojās enerģijas uztveršanai? No kurienes tas noticis un kādi procesi notiek šūnā? Mēģināsim izprast šo rakstu.

Enerģijas ražošana organismos

Neatkarīgi no tā, cik enerģiju patērē radījums,OVR (oksidācijas-reducēšanas reakcijas) vienmēr atrodas pamatā. Piemēri var būt atšķirīgi. Fotosintēzes vienādojums, ko veic zaļie augi un dažas baktērijas, ir arī OVR. Protams, procesi atšķirsies atkarībā no tā, kāda veida dzīvā būtne ir domāta.

Tātad visi dzīvnieki ir heterotrofi. Tas ir, tādi organismi, kuri paši sevi nespēj patstāvīgi veidot gatavus organiskus savienojumus, lai tos tālāk sadalītu un atbrīvotu ķīmisko saišu enerģiju.

Savukārt augi ir visspēcīgākieorganiskās vielas ražotājs uz mūsu planētas. Viņi veic kompleksu un svarīgu procesu, ko sauc par fotosintēzi, kas sastāv no glikozes veidošanās no ūdens, oglekļa dioksīda, iedarbojoties ar īpašu vielu - hlorofilu. Blakusprodukts ir skābeklis, kas ir visu aerobo dzīvo būtņu dzīves avots.

Oksidācijas-reducēšanas reakcijas, kuru piemēri ilustrē šo procesu:

• 6CO₂ + 6H₂O = hlorofils = C₆H₁₀O₆ + 6O₂ ;

vai

• oglekļa dioksīds + ūdeņraža oksīds hlorofila pigmenta (reakcijas enzīma) ietekmē = monosaharīds + brīvs molekulārais skābeklis.

Ir arī šādi biomasas pārstāvjiplanētas, kas spēj izmantot neorganisko savienojumu ķīmisko saišu enerģiju. Tos sauc par hemotropiskiem. Tie ietver daudzu veidu baktērijas. Piemēram, ūdeņraža mikroorganismi, kas oksidē substrātu molekulas augsnē. Process notiek pēc formulas: 2H₂+0₂= 2H₂0.

Zināšanas par bioloģiskā oksidācija attīstības vēsture

A ka lezhitv radošās enerģijas, šodien pilnīgi zināms pamats procesu.Šī bioloģiskā oksidācija. bioķīmija Tātad izskatīja smalkumu un mehānismiem rīcības puzles, ka gandrīz Nr.Tomēr, tas bija ne vienmēr gadījumā.

Pirmā norāde, ka iekšā dzīvo lietas proishodjatslozhnejshie konvertēšanu, kas atrodamas ķīmiskās reakcijas veidu bija apmēram 18. gs.Tas bija šajā laikā, ka Antoine Lavoisier, franču ķīmiķis, pievērsa uzmanību kā līdzīgs bioloģiskās oksidēšanās un dedzināšana.Viņš novilka aptuvenu ceļu absorbē skābekļa elpošanas laikā un secināja, ka rodas ķermeņa iekšienēOksidācijas procesu, tikai lēnāk nekā ārpus ierakstot dažādām vielām.Kas ir oksidētāja − vstupajutv − skābekļa molekulu reaģēt ar organisko savienojumu un, konkrētāk, ūdeņradi un oglekli, un notiekpabeigtu metamorfoze, pievienojot sadalīšanās savienojumi.

Tomēr gan šo pieņēmumu pamatā ir diezgan iespējams, daudzas lietas palika neskaidrs.Piemēram:

• Pēc tam, kad procesi ir līdzīgi, un to noplūdes apstākļu būtu identiski, bet oksidācija notiekZemu, kad ķermeņa temperatūra;
• neesat ieguvis kopā ar milzīgu daudzumu siltumenerģijas atbrīvošanas un nenotiekizglītības liesmu;
• dzīvajām būtnēm nav mazāka par 75-80 % ūdens, bet tas neliedz«dedzināšana» uzturvielu tajos.

Lai atbildētu uz šiem jautājumiem un saprast, kas ir faktiskibioloģiskā oksidācija, pagāja vairāk nekā gads.

Tur bija dažādi teorijām, kuras netieši nozīmi skābekļa un ūdeņraža procesā.Visizplatītākais un visveiksmīgākais bija:

• Baha teorija, sauc par kopsavilkumu;
• Palladin teorija, kas balstīta uz jēdzienu, kā "hromogeny".

Nākotnē vēl bija daudzi zinātnieki, tāpat kā Krievijā,un citas pasaules valstis, kas pakāpeniski papildināja un mainīja jautājumu par bioloģisko oksidāciju. Mūsdienu laikmeta bioķīmija, pateicoties viņu darbiem, var pastāstīt par katru šī procesa reakciju. Starp slavenākajiem nosaukumiem šajā jomā ir šādi:

• Mitchell;
• S. severin;
• Warburg;
• Programmā. Belitser;
• Lenindzher;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• Zaļa;
• V.. Engelhardt;
• Kalina un citi.

Bioloģiskā oksidācija

Pastāv divi galvenie veidi procesu ka protekajutpri dažādos apstākļos.Tātad, visbiežāk daudzu sugu mikroorganismu un sēņu pārvērst saņemto pārtikas − anaerobos apstākļos.Šīs bioloģiskās oksidēšanās, ko veic bez skābekļa piekļuves un bez viņa piedalīšanos jebkādā formā.Šādos apstākļos tiek veidotas kur netdostupa gaisa: zem zemes, trūdošām substrātiem, ilah, māli, purvus un pat kosmosā.

Jetotvid imeeti oksidācijas citu vārdu − Glycolysis.Viņš ir viens no posmi daudz sarežģītāku un darbietilpīgs, bet energoresursiem bagāto procesu − aerobikas transformāciju vai audu elpošanas.Šī ir otra veida ziņošanas procesu. viņš proishoditvo visus aerobikas dzīves lietas-geterotrofah, kas tiek izmantots elpošanaiskābekli.

Tādējādi, bioloģiskā oksidācija:

1. Glycolysis, anaerobā veids. neviens trebuetprisutstvija skābekļa un beidzas ar dažāda veida fermentācijas procesā.
2. Elpošana (Oksidatīvā fosforilēšana) vai aerobikas veidu. Trebuetobjazatelnogo pieejamību, molekulāro skābekli.

Procesa dalībnieki

Pāriet uz līdzekļus apsvērums, ka zakljuchaetv sevi bioloģiskā oksidācija.Definēt pamata savienojumi un to saīsinājumus, kas tiks izmantots.

1. Acetilkojenzim a (acetyl-CoA) − kondensatshhavelevoj un etiķskābes ar kofermentom, veidojot pirmā posma tricarboxylic acid cycle.
2. Krebs cikls (citronskābes acid cycle, tricarboxylic acid cycle) ir virkni sarežģītu secīgus redox izmaiņas, pievienojot enerģija, ūdeņraža atgūšanas izglītībā svarīgi atbrīvot molekulārā produktiem.Ir galvenā daļa no kata un anabolism.
3. Un vairāk nekā iepriekš * n − fermentu-dehidrogenāzes, kā rasshifrovyvajushhijsja. Otrajā formulā ir molekula ar NIKOTĪNAMĪDA adenīna dinukleotīda pievienots ūdeņradis.NADP-nikotinamidadenindinukletid-fosfāts.
4. IEDOMA un IEDOMA * n − ZPI un tendencēm Coenzyme dehydrogenases.
5. ATF − nukleīnskābes.
6. LOAC − piruvāta vai glutamīnpirovīnogskābes skābe.
7. Succinic acid vai succinic acid, n₃RO₄ − fosforskābi.
8. GTP − guanozīna trifosfāts, nukleotīdu purīna klasē.
9. OETZ − elektronu transporta ķēdē.
10. Fermentu process: peroksidāzes, oksigenazy, citohromoksidazy, flavinovye dehidrogenāze, dažādas coenzymes un citi savienojumi.

Šīs saites ir tieša dalībnieki šajā procesā, oksidācijas, kas notiekdzīvo organismu audos (būros).

Bioloģiskais oksidācijas pakāpe: tabula

Posms	Procesus un vērtību
Glikolīze	Procesa būtība ir monosaccharide, kuras cellular elpošana un predshestvuetprocessu pievieno atbrīvošanu no enerģijas, kas ir vienāda ar divām molekulām ATP beskislorodnom šķelšana.Arī veidojas piruvāta. Šajā sākotnējā posmā jebkuram dzīves organisma geterotrofa.Vērtības LOAC, kuru postupaetna izglītībā Crista mitohondrijiem un tiek substrātu audu oksidēšanās ar skābekli.Anaerobes ir pēc Glycolysis nastupajutprocessy fermentācijas dažādu veidu.
Piruvāta oksidācijas	Šis process ir PVK konvertēšana,veidojas glikolīzes laikā acetils CoA. To veic, izmantojot specializētu fermentu kompleksu piruvāta dehidrogenāzi. Rezultāts ir cetil-CoA molekulas, kas nonāk Krebsa ciklā. Tajā pašā procesā NAD tiek samazināts līdz NADH. Lokalizācijas vieta ir mitohondriju krista.
Beta taukskābju sadalīšanās	Jetotprocess atrodas paralēli iepriekšējo kristah par mitohondrijiem. savā būtībā ir pārstrādāt visu taukskābes ar acetyl-CoA un nodot to acid citronskābes ciklu.Tā arī atgūst NADH.
Krebsa cikls	Sākas ar acetyl-CoA transformāciju, citronskābe, kas iziet tālāk transformāciju.Viens no svarīgākajiem posmiem, kas ietver bioloģiskā oksidācija.Šī skābe ir: degidrirovaniju; dekarboksilēšanas; reģenerācija. Katrs process tiek veikts vairākas reizes. Rezultāts: GTP, oglekļa dioksīds, samazināta forma NADH un FADN2Kamēr bioloģiskā fermentiem. oksidācijas brīvi izvietoti matricas mitohondriju daļiņas.
Oksidatīvā fosforilēšana	Šis ir pēdējais savienojumi organismos pārveidošanas posmā ir eikariotiem.ADP ATP enerģiju, kas nepieciešama šo pārveidi ir šīs molekulas NADH un FADN oksidācijas2rodas, kas veido secīgu pāreju OETZ un pazeminot jaudu pie iepriekšējos posmos.noslēgtu enerģijas makrojergicheskie attiecību ATP.

Tas viss procesi, ka soprovozhdajutbiologicheskoe oksidēšanās ar skābekļa piedalīšanos.Protams, ka tie nav pilnībā aprakstīts, bet tikai uzņēmumam, lai tālāk apraksta nepieciešamību veselu nodaļu no grāmatas.Visi bioķīmiskie procesi, dzīvo organismu ir ārkārtīgi daudzšķautņains un sarežģīts.

Redox procesu

Redox reakcijas, kuras mogutproilljustrirovat substrāta oksidācijas procesus, kas aprakstīts iepriekš, šādi piemēri.

1. Glycolysis: monosaccharide (glikozes) 2NAD⁺ 2ADF = 2PVK 2ATF 4N⁺ 2n₂O NADH.
2. Oksidācijas piruvāta: AHC fermentu = oglekļa dioksīds acetaldehīda.Pēc tam nākamais posms: acetaldehīda = Coenzyme acetyl-CoA.
3. Daudziem secīgiem pārvērtības Krebs citronskābes ciklu.

Datu redox reakcijas, piemēri, kas sniegti iepriekš, otrazhajutsut, apstrādā tikai kopumā.Tas ir zināms, ka savienojumi, kas idetrech pieder pie vysokomolekuljarnym, vai ar sen oglekļa skelets, tā liecina visu formulu pilnīgu vienkārši nav iespējams.

Enerģijas ieguves audu elpošanas

Iepriekš minētos aprakstus, ir skaidrs, ka aprēķināt kopējo izlaidi visos oksidēšanās enerģija ir vienkārša.

1. Glycolysis dod divus ATP molekulu.
2. Pirovīnogskābe 12 ATP molekulu oksidācijas.
3. 22 molekulas iekrīt acid citronskābes ciklu.

Bottom line: pilna bioloģiskās oksidēšanās ar aerobo ceļi daetvyhod enerģija ir vienāda ar 36 ATP molekulu.Bioloģiskais oksidācijas nozīme ir acīmredzama. tas ir enerģiju, ko izmanto dzīvo organismu dzīvē un darbībā, kā arī attiecībā uz sasilšanu viņa ķermeņa kustību un citām lietām, kas nepieciešams.

Anaerobā oksidēšanās substrāta

Anaerobā bioloģiskā oksidācija − otrais veids. kas ir tas, kas notiek vispār, bet kas stop noteikta veida mikroorganismus.Ir glycolysis, un ar to skaidru papildu pārveides vielas atšķirības starp ajerobami un anaerobami.

Bioloģiskais oksidācijas posmos pa šo ceļu ir maz, un rets.

1. Glycolysis, t.i. molekulu glikozes piruvāta oksidēšanos.
2. Fermentācijas procesā, kas noved pie reģenerējoša ATP.

Fermentācijas procesā notbe dažāda, saskaņā ar otorganizmov, viņa veikšanu.

Pienskābes rūgšanas

Pienskābes baktēriju tiek veiktas, kā arī dažas sēnes. sostoitv atjaunošanu LOAC pienskābes būtība.Jetotprocess ispolzujutv nozarē, lai iegūtu:

• piena produktiem;
• raudzētu dārzeņi un augļi;
• skābbarības dzīvniekiem.

Jetotvid fermentācijas ir viens no visvairāk izmanto cilvēku vajadzībām.

Alkoholiskā fermentācija

Pazīstami cilvēki, no senākajiem laikiem. procesa būtība ir padarīt LOAC divām molekulām, etanola un divi oglekļa dioksīdu.Pateicoties šim produktam, šāda veida fermentācijas izlaide ir veikusi ispolzujutdlja:

• maize;
• vīnu;
• alus;
• konditorejas izstrādājumi un citas lietas.

Veic savu sēnes un rauga mikroorganismiem baktēriju izcelsmi.

Masljanokisloe fermentācijas

Pietiekami uzkospecifichnyj fermentācijas tipa ir baktēriju ģints Klostridium ir.pārvēršot piruvāta eļļas skābes, piebarot nepatīkamu smaku un smirdīgi garšu.

Tāpēc bioloģiskās oksidēšanās reakcijas, kas iet šo ceļu, praktiski netiek lietotasrūpniecība tomēr šīs baktērijas vien zasevajutprodukty varas un nolikakaitējumu, samazinot to kvalitāti.