Biyolojik oksidasyon. Redoks reaksiyonları: Örnekler

Enerji olmadan tek bir canlı varlık var olamaz. Sonuçta, her bir kimyasal reaksiyon, herhangi bir işlem varlığını gerektirir. Herhangi bir kişi kolayca anlayabilir ve hissedebiliyorum. Bütün gün ise akşam tarafından daha sonra, yemek yemek ve belki de daha erken, artan yorgunluk belirtileri başlar, halsizlik, gücü büyük ölçüde azalır için.

O halde, yolu farklı organizmalar enerji üretimine adapte olmuştur? Nereden gelmiş ve hangi süreçlerin kafesin içinde aynı anda meydana gelir? Bu makaleyi anlamaya çalış.

Enerji organizmaları elde edilmesi

Hangisi olursa olsun hiçbir enerji tüketilmektedir, temeli hep OVR (redoks reaksiyonları) yalan. Örnekler farklıdır. yeşil bitkiler ve bazı bakterilerin gerçekleştirilir fotosentez, denklemi - o da OVR olduğunu. Doğal olarak, işlem kastedilmektedir bir canlının türüne bağlı olarak farklı olacaktır.

Yani, tüm hayvanlar - bu heterotrofları. Daha sonra daha fazla yarılmaya ve kimyasal bağlar enerjisinin serbest bırakılması için da hazır organik bileşikler içinde oluşturmak mümkün olan bu organizmalar vardır.

Bitkiler, diğer taraftan, gezegenimizdeki organik madde en güçlü üreticisiyiz. klorofil - Bu özel maddelerin etkisi altında su glukoz, karbon dioksit oluşumu, fotosentez olarak adlandırılan karmaşık ve önemli işlem yürütmek. Bir yan ürün tüm aerobik canlıların yaşam kaynağı olan oksijen vardır.

işlemde gösterilen örnekleri Redoks reaksiyonları:

• 6CO ₂ + 6H ₂ O = klorofil = Cı _{6H 10} O ₆ + 6 çıkış _2;

veya

• Karbon dioksit + hidrojen oksit pigmenti klorofil (enzim reaksiyon) etkisi altında + = monosakkarit serbest moleküler oksijen.

Ayrıca, aynı zamanda, inorganik bileşiklerin kimyasal bağların enerjiyi kullanmak mümkün gezegenimizin biyokütle temsilcileri bulunmaktadır. Onlar kemoototrof denir. Bu çok çeşitli bakteri tipleri bulunmaktadır. Örneğin, mikroorganizmalar toprakta bir substrat molekülü, oksitleyici hidrojendir. işlem aşağıdaki formüle göre oluşur: 2H ₂ 0 ₂ = 2H ₂ 0.

biyolojik oksidasyon hakkında bilgi gelişiminin tarihçesi

Enerjinin temelidir süreç, bugün bilinmektedir. Bu biyolojik oksidasyon. bitmek bilmeceler aksiyon adımlarının detayları ve mekanizmaların detaylı çalışma olarak Biyokimya. Ancak, her zaman değildi.

canlılar kimyasal reaksiyonların doğası gereği olan karmaşık dönüşümler geçiren içinde, XVIII yüzyılda kabaca vardı aslında ilk söz. Şu an için oldu, Antoine Lavoisier, ünlü Fransız kimyacı, biyolojik oksidasyon ve yanma benzer şekilde çevirdi. O, oksijen soluma tarafından emilen bir kaba yol takip ve gövdenin içinde oksidasyon işlemleri vardır, ancak çeşitli malzemelerin yanması dışında daha yavaş olduğu sonucuna vardı. oksijen molekülleri - - Bu oksitleyici, organik bileşikler ile reaksiyona sokulur, ve özellikle bileşiklerinin ayrışmasıyla eşliğinde hidrojen ve karbon onlardan, ve tam bir dönüşümü vasıtasıyladır.

Bu varsayım esas oldukça gerçek olmasına rağmen Ancak, birçok şeyi gizleyen kalmıştır. Örneğin:

• zaman süreçleri benzerdir ve akış koşulları, özdeş olmalıdır, ancak oksidasyon düşük bir vücut sıcaklığında ilerler;
• eylem meydana geldiği ısı enerjisi ve alev oluşumu salım büyük miktarda eşlik eder;
• varlıklar suyun az 75-80% yaşayan, ancak engellemez içlerinde besinler "yanan".

Bütün bu sorulara cevap verebilmek için ve gerçekten biyolojik oksidasyon ne olduğunu anlamak için, bir yıldan fazla gerekli.

oksijen ve hidrojen işleminin önemi ima farklı teoriler vardır. En yaygın ve en başarılı idi:

• peroksit adı Bach teorisi;
• "Kromojenlerin" diye bir kavram dayalı Palladin teorisi.

Daha sonra yavaş yavaş biyolojik oksidasyon ne olduğu sorusuna eklemeler ve değişiklikler yapmak Rusya ve dünyanın diğer ülkelerinde birçok bilim adamı vardı. bugün Biyokimya, işlerinden dolayı reaksiyon sürecinin her konuda anlatabilecekleri. Bu alanda en ünlü isimler arasında şu vardır:

• Mitchell;
• SV Germain;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• Yeşil;
• V.A. Engelgardt;
• Kaylin ve diğerleri.

Biyolojik oksidasyon türleri

İki temel tipi farklı koşullarda gerçekleşecek işlemin ayırt edilebilir. Böylece, en yaygın birçok türün mikroorganizmalar ve mantarlar yolu dönüştürme Oluşan gıda - anaerobik. oksijensiz ve herhangi bir biçimde kendi katılımı olmadan gerçekleştirilir Bu biyolojik oksidasyonu gerçekleşir. Yeraltı, çürüyen katmanlarından, çamurların, kil, bataklık ve hatta uzayda: Bu tür durumlar hiç hava erişimi yoktur yerlerde oluşturulur.

oksidasyon Bu tür başka bir adı vardır - glikoliz. aerobik ya da doku solunum dönüştürme - Aynı zamanda adımlarla daha karmaşık ve zaman alıcı, ama enerjik zengin süreç biridir. Bu işlemin ikinci bir türüdür. Bu solunum için oksijeni kullanan tüm aerobik canlılar-heterotrofların, oluşur.

Bu yüzden, biyolojik oksidasyon, bu tür.

1. Glikoliz, anaerobik yolu. Bu oksijenin mevcudiyetini gerektirmediği ve fermantasyon farklı biçimleri ile sona değildir.
2. Doku solunumu (oksidatif fosforilasyon), veya aerobik türü. Moleküler oksijen zorunlu varlığını gerektirir.

Aktörler

Şimdi kendileri doğrudan biyolojik oksidasyonu içerir özellikleri düşünün. bazik bileşikler ve kullanmaya devam edecek bunların kısaltmaları, tanımlar.

1. Asetil koenzim A (asetil-CoA) - trikarboksilik asit döngüsünün ilk aşamada oluşturulan oksalik asit ve asetik asit, koenzim, yoğunlaştırma.
2. Krebs döngüsü (sitrik asit döngüsü, trikarboksilik asit) - enerji, hidrojen ile indirgenmesi, önemli düşük molekül ağırlıklı ürünlerin oluşumu salınmasını kapsayan ardışık kompleksinin redoks bir dizi dönüşüm. Bu ana bağlantı katalize ve anabolism olduğunu.
3. Aşırı ve * H üzerinden - dehidrojenaz enzimi, nikotinamid adenin dinükleotid kısaltmasıdır. İkinci bir formül - bağlı bir hidrojen içeren bir molekül. NADP - nikotinamidadenindinukletid fosfat.
4. FAD ve FAD * H - koenzim dehidrogenaz - adenin dinükleotid flavin.
5. ATP - adenozin trifosfat.
6. PVK - piruvik asit veya piruvat.
7. Süksinat veya süksinik asit, _{H3 PO4} - fosforik asittir.
8. GTP - guanozin trifosfat, pürin nükleotid bir sınıf.
9. VB - elektron taşıma zinciri.
10. peroksidazı, oksijenaz, sitokrom oksidaz, flavin dehidrojenaz, çeşitli koenzimler ve diğer bileşikler: süreç enzimler.

Bütün bu bileşikler, doğrudan canlı organizmaların dokularda (hücreler) ortaya çıkan oksidasyon sürecine dahil edilir.

Biyolojik oksidasyon aşaması: Tablo

Bunlar oksijen içeren biyolojik oksidasyonu eşlik tüm işlemlerdir. Doğal olarak, tam açıklanmayan, ancak sadece doğada, ayrıntılı bir açıklama için olduğu gibi kitabın bir bütün bölüm gerekir. canlı organizmaların tüm biyokimyasal süreçler son derece çok yönlü ve karmaşıktır.

Redoks reaksiyon işlemi,

Yukarıda tarif edilen alt-tabaka oksidasyon işlemleri gösterilmektedir örnekleri Redoks reaksiyonları vardır.

1. Glikoliz: monosakkarid (glukoz) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ O ₂ + 2H + NADH.
2. Enzim = STC + karbon dioksit + asetaldehit: piruvat oksidasyonu. Daha sonra, aşağıdaki adımı: Asetaldehit + koenzim A = asetil-CoA.
3. Krebs döngüsü içinde sitrik asit ardışık dönüşümler bir çokluğunu ihtiva edebilmektedir.

Yukarıda örneklenen Bunlar redoks reaksiyonları, sadece genel anlamda süreçlerin özünü yansıtır. Söz konusu bileşikler, bu yüzden tüm tam formül yalnızca mümkün değil tasvir, bir makromoleküler ya da büyük bir karbon iskeletine sahip olan ilgili olduğu bilinmektedir.

doku solunumu enerji çıkışı

Yukarıdaki açıklamaya göre, oksidasyon tüm enerji toplam çıkış kolaydır hesaplamak için açıktır.

1. ATP İki molekülün, glikoliz verir.
2. piruvat 12 ATP molekülleri oksidasyonu.
3. trikarboksilik asit döngüsü için 22 molekül hesap.

Ara Toplam: bu arada toplam aerobik biyolojik oksidasyon ATP 36 moleküllerinin eşit bir enerji verimi sağlar. Biooksidasyon bariz Anlamı. Yaşamak organizmaları ve işlevini yaşayan, hem de vücudunu, hareket ve diğer gerekli şeyleri ısıtmak için kullandığı bu enerjidir.

Yüzey anaerobik oksidasyon

biyolojik oksidasyon ve ikinci tip - anaerobik. Hepsi gerçekleştirilir bir olmakla birlikte, mikroorganizmaların belirli türleri durur. Bu glikoliz, ve farklılıkların açıkça aerobik ve anaerobik arasındaki maddelerin gelecekteki dönüşüm görüldüğünü burada.

çok sayıda bu şekilde biyolojik oksidasyon aşaması.

1. Glikoliz, piruvat glukoz moleküllerinin yani oksidasyon.
2. Fermantasyon, ATP yeniden oluşmasına yol açan.

Fermantasyon onun uygulanması organizmaya bağlı olarak, farklı tipte olabilir.

laktik fermentasyon

Laktik asit bakterileri ve bazı mantarlara tarafından yürütülen. özü laktik aside PVC sağlamaktır. Bu süreç üretmek için sanayide kullanılır:

• süt ürünleri;
• salamura sebze ve meyveler;
• hayvanlar için silaj.

Fermantasyon Bu tür en insan ihtiyaçları kullanılan biridir.

alkolik fermentasyon

En eski çağlardan beri bilinen insanlar. işlemin özü etanol iki molekül iki karbon dioksit içine STC dönüştürülmesidir. Bu ürün çıkışında sayesinde, fermentasyon bu tip üretmek için kullanılır:

• ekmek;
• şarap;
• bira;
• şekerleme ve başka şeyler.

Onun mantar, maya ve bakteri mikroorganizmaları gerçekleştirin.

butirik asit fermentasyon

Fermantasyon dar özel tip yeterlidir. Clostridium cinsinin taşınan bakteriler. özü gıda kokuları ve kokmuş tat veren, butirik asit içine piruvatın dönüştürülmesi oluşur.

Dolayısıyla bu yolda gidiş oksidasyon işlemi, pratik olarak sanayide kullanılır. Ancak bu bakteriler kalitelerini düşürerek kendini tohumlu gıdalar ve zarar vardır.