Oxidarea biologică. Reacțiile redox: Exemple

Fără energie nu poate exista o singură ființă vie. La urma urmelor, fiecare reacție chimică, orice proces necesită prezența. Orice persoană poate înțelege cu ușurință și simt. În cazul în care toată ziua să mănânce alimente, apoi de seara, și, probabil, mai devreme, a crescut simptome de oboseala începe, slăbiciune, putere redus foarte mult.

Cum, atunci, mod de diferite organisme au adaptat la producția de energie? De unde provine și ce procese au loc în același timp, în interiorul cușcă? Încearcă să înțeleagă acest articol.

Obținerea organismelor energetice

Indiferent de modul în nici o energie consumată, baza se află întotdeauna OVR (reacții redox). Exemple sunt diferite. Ecuația de fotosinteză, care se realizează de plante verzi și unele bacterii - este de asemenea OVR. Desigur, procesul va fi diferit în funcție de ce fel de ființă vie se înțelege.

Deci, toate animalele - le heterotrophs. Astfel de organisme, care anume nu sunt capabile să formeze singur în sine pregătit pentru compușii organici și alte scindare eliberează lor energia legăturilor chimice.

Plantele, pe de altă parte, sunt cel mai puternic producător de materie organică de pe planeta noastră. Aceștia realizează un proces complex și important numit fotosinteză, care este formarea glucozei din apă, dioxid de carbon sub influența unor substanțe speciale - clorofilă. Un produs de oxigen este, care este sursa vieții pentru toate ființele vii aerobice.

Reacțiile redox, ale cărei exemple sunt ilustrate în proces:

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

sau

• dioxid de carbon + oxid de hidrogen sub influența pigmentului clorofilă (reacția enzimatică) + = oxigen molecular monozaharid liber.

De asemenea, există și reprezentanți ai biomasei planetei, care sunt capabili să folosească energia legăturilor chimice ale compușilor anorganici. Acestea se numesc chemotroph. Acestea includ mai multe tipuri de bacterii. De exemplu, microorganismele sunt hidrogen, oxidarea unei molecule de substrat în sol. Procedeul are loc în conformitate cu formula: 2H ₂ 0 ₂ = 2H ₂ 0.

Istoria dezvoltarea cunoștințelor despre oxidarea biologică

Procesul care este baza de energie, este cunoscut astăzi. Această oxidare biologică. Biochimie ca un studiu detaliat al detaliilor și a mecanismelor de pași de acțiune pe care ghicitori aproape plecat. Cu toate acestea, nu a fost întotdeauna.

Prima mențiune a faptului că în ființele vii, care trec prin transformări complexe, care sunt, prin natura reacțiilor chimice, au existat aproximativ în secolul al XVIII-lea. Acesta a fost în acest moment, Antuan Lavuaze, celebrul chimist francez, a îndreptat atenția spre mod similar cu oxidarea biologică și de ardere. El a urmat calea exemplară atunci când respira oxigen absorbit și a concluzionat că apar în corpul proceselor de oxidare, dar mai lent decât în exterior în timpul arderii diferitelor substanțe. Aceasta este, comburantul - moleculele de oxigen - reacționează cu compuși organici, și în particular, cu hidrogen și carbon de la ei și conversia completă, însoțită de descompunerea compușilor.

Cu toate acestea, deși această ipoteză este, în esență destul de real, a rămas neelucidată multe lucruri. De exemplu:

• procesele de timp sunt similare, iar condițiile de curgere trebuie să fie identice, dar oxidarea are loc la o temperatură scăzută a corpului;
• acțiune este însoțită de eliberare cantități enorme de energie termică și formarea flăcării are loc;
• în care trăiesc ființe nu mai puțin de 75-80% din apă, dar aceasta nu împiedică „arderea“ nutrienți în ele.

Pentru a răspunde la toate aceste întrebări și să înțeleagă ceea ce este într-adevăr oxidarea biologică, nevoie de mai mult de un an.

Există diferite teorii care le implică importanța procesului de oxigen și hidrogen. Cele mai frecvente și cele mai de succes au fost:

• Teoria lui Bach, numit peroxid;
• Teoria lui Palladin, bazată pe un astfel de concept ca „cromogeni“.

Mai târziu, au existat mulți oameni de știință din Rusia și alte țări ale lumii, care fac treptat, adăugiri și modificări la întrebarea a ceea ce este oxidarea biologică. Biochimie de astăzi, din cauza muncii lor, vă pot spune despre fiecare dintre procesul de reacție. Printre cele mai cunoscute nume din acest domeniu sunt următoarele:

• Mitchell;
• SV Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• verde;
• V. A. Engelgardt;
• Kaylin și altele.

Tipuri de oxidare biologică

Două tipuri de bază pot fi distinse procesului care se desfășoară în diferite condiții. Astfel, cele mai comune în multe specii de microorganisme și mod de ciuperci pentru a transforma hrana rezultată - anaerob. Această oxidare biologică, care este realizată fără oxigen și fără implicarea sa în orice formă. Astfel de condiții sunt create în locuri unde nu există acces aerian: subteran, putrefacție substrate, silturi, argile, mlaștini și chiar și în spațiu.

Acest tip de oxidare are un alt nume - glicoliza. Este, de asemenea, una dintre etapele unui proces mai complicat și consumatoare de timp, dar energic bogat - conversie respirația aerobă sau țesut. Acesta este al doilea tip de proces. Ea apare în toate ființele vii-heterotrofe aerobe, care folosesc oxigenul pentru respirație.

Astfel, aceste tipuri de oxidare biologică.

1. Glicoliză, calea anaerob. Aceasta nu necesită prezența oxigenului și se termină cu diferite forme de fermentare.
2. respirație tisulară (fosforilarea oxidativă) sau tipul de aerobic. Necesită prezența obligatorie a oxigenului molecular.

actori

Considerăm acum se oferă în mod direct, care conține oxidarea biologică. Definiți compușii de bază și abrevierile lor, care vor continua să folosească.

1. Acetil coenzimei A (acetil-CoA) - condensarea acidului oxalic și acid acetic, coenzimă, care se formează în prima etapă a ciclului acidului tricarboxilic.
2. Ciclul Krebs (ciclul acidului citric, acid tricarboxilic) - o serie de transformări redox complexe consecutive care implică eliberarea de energie, reducerea hidrogenului, formarea de importante produse cu greutate moleculară mică. Este principala legătură a cataliza și anabolismul.
3. NAD si NAD * H - enzimă dehidrogenază, standuri nicotinamid adenin. A doua formulă - o moleculă cu un hidrogen atașat. NADP - fosfat nikotinamidadenindinukletid.
4. FAD și FAD * H - flavin adenin dinucleotid - coenzima dehidrogenază.
5. ATP - adenozin trifosfat.
6. PVK - acid piruvic sau piruvat.
7. Succinat sau acid succinic, H ₃ PO ₄ - acid fosforic.
8. GTP - guanozin trifosfat, o clasă de nucleotide purinice.
9. ETC - lanțului de transport de electroni.
10. Enzimele proces: peroxidaza, oxigenazei, citocromoxidază, flavin dehidrogenaza, diverse coenzime și alți compuși.

Toți acești compuși sunt direct implicați în procesul de oxidare care are loc în țesuturi (celule) ale organismelor vii.

Stadiul oxidare biologică: Tabel

Acestea sunt toate procesele care însoțesc oxidarea biologică care implică oxigen. Desigur, acestea nu sunt descrise în totalitate, ci numai în natură, ca și pentru o descriere detaliată nevoie de un întreg capitol al cărții. Toate procesele biochimice ale organismelor vii este extrem de multe fațete și complexe.

procesul de reacție Redox

Reacțiile redox, ale căror exemple sunt ilustrate procesele de oxidare ale substratului descrise mai sus sunt după cum urmează.

1. Glycolysis: monozaharide (glucoză) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ O ₂ + 2H + NADH.
2. Oxidarea piruvat: enzimă = STC + dioxid de carbon + acetaldehida. Apoi, următoarea etapă: Acetaldehida + coenzima A = acetil-CoA.
3. O multitudine de transformări secvențiale ale acidului citric în ciclul Krebs.

Aceste reacții redox exemplificate mai sus, reflectă esența proceselor numai în termeni generali. Este cunoscut faptul că compușii în cauză se referă la un macromolecular sau având un schelet de carbon mare, astfel încât să-i înfățișeze toate cu formula completă este pur și simplu nu este posibil.

Producția de energie a respirației țesutului

Conform descrierii de mai sus, este clar că, pentru a calcula producția totală a tuturor energia de oxidare este ușor.

1. Două molecule de ATP da glicolizei.
2. Oxidarea piruvat 12 molecule ATP.
3. 22 cont molecula pentru ciclul acidului tricarboxilic.

Subtotal: oxidare biologică aerobă totală prin dă un randament energetic egal cu 36 de molecule de ATP. Înțeles biooxidation evident. Este această energie utilizată de organisme pentru a trăi și a funcției de viață, precum și să se încălzească corpul său, mișcare și alte lucruri necesare.

oxidarea anaerobă substrat

Al doilea tip de oxidare biologică - anaerob. Acesta este cel care se efectuează la toate, dar care oprește anumite tipuri de microorganisme. Ea glicolizei, și este aici , că diferențele sunt clar observate în viitor conversia substanțelor între aerobe și anaerobe.

etapa de oxidare biologică a acestui fel de numeroase.

1. Glicoliză, adică oxidarea moleculelor de glucoză la piruvatului.
2. Fermentarea, ceea ce duce la regenerarea ATP.

Fermentarea poate fi de diferite tipuri, în funcție de organism, punerea în aplicare a acestuia.

fermentare lactică

Efectuate de bacterii producătoare de acid lactic și unele ciuperci. Esența este de a restabili PVC-ul la acid lactic. Acest proces este folosit în industrie pentru a produce:

• produse lactate;
• legume și fructe marinate;
• însilozate pentru animale.

Acest tip de fermentare este una dintre cele mai utilizate în nevoile umane.

fermentația alcoolică

persoane cunoscute din cele mai vechi timpuri. Esența procesului este de a converti STC în două molecule de etanol și două dioxid de carbon. Prin această ieșire produs, acest tip de fermentare utilizate pentru a produce:

• pâine;
• vin;
• bere;
• produse de cofetărie și alte lucruri.

Efectuati drojdie lui de ciuperci și microorganisme bacteriene.

fermentarea acidului butiric

Este suficient tip restrictiv specific de fermentație. bacterii Efectuate din genul Clostridium. Esența constă în transformarea piruvatului în acid butiric, conferind mirosuri alimentare și gust rânced.

Prin urmare, reacția biooxidation merge pe această cale, este folosit, practic, în industrie. Cu toate acestea, aceste bacterii sunt alimente și daune auto-semanate, scăderea calității.