Biologické oxidace. Redox reakce: Příklady

Bez energie nemůže existovat jediný živou bytost. Koneckonců, každá chemická reakce, jakýkoli proces vyžaduje jeho přítomnost. Každá osoba, která může snadno pochopit a cítit. V případě, že celý den jíst jídlo, pak do večera, a možná dříve, zvýšená únava symptomy začnou, slabost, síla značně snížena.

Jak tedy způsob, jak různé organismy se přizpůsobily výrobu energie? Tam, kde to pochází a jaké procesy probíhají současně v kleci? Snažte se pochopit tento článek.

Získávání energie organizmy

Podle toho, jak žádná energie je spotřebována, je základem vždy ležet OVR (redox reakce). Příklady jsou různé. rovnice fotosyntézy, která se provádí zelených rostlin a některých bakterií - to je také OVR. Samozřejmě, že tento proces bude lišit v závislosti na tom, co je to za živé bytosti je myšleno.

Takže všechna zvířata - to heterotrophs. To znamená takové organismy, které nejsou schopny samostatně tvořit v sobě připraven pro další organické sloučeniny a jejich uvolňování štěpení energii chemických vazeb.

Rostliny, na druhé straně, jsou nejsilnější producent organických látek na naší planetě. Oni provádět komplexní a důležitý proces zvaný fotosyntézy, což je tvorba glukózy z vody, oxidu uhličitého pod vlivem speciální látky - chlorofylu. Vedlejším produktem je kyslík, který je zdrojem života pro všechny aerobní živých bytostí.

Redox reakce, jejichž příklady jsou uvedeny v procesu:

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

nebo

• oxid uhličitý + kysličník vodíku pod vlivem pigmentu chlorofylu (enzymatické reakce) + = monosacharid bez molekulárního kyslíku.

Také jsou zde i zástupci biomasy planety, kteří jsou schopni používat energii chemických vazeb anorganických sloučenin. Nazývají se chemotrofie. Patří mezi ně mnoho typů bakterií. Například mikroorganismy znamenají atom vodíku, oxidací molekuly substrátu v půdě. Postup se provádí podle vzorce: 2 H ₂ 0 ₂ = 2 H ₂ 0.

Historie vývoje poznatků o biologické oxidace

Proces, který je základem energie, to je známé dnes. Tato biologická oxidace. Biochemie jako podrobnou studii detailů a mechanismů akčních kroků, které hádankách téměř pryč. Nicméně, to nebylo vždy.

První zmínky o tom, že v rámci živé bytosti prochází komplexní transformace, které jsou ze své povahy chemických reakcí, tam byl zhruba v XVIII století. To bylo v tomto okamžiku, Antuan Lavuaze, slavný francouzský chemik, obrátil svou pozornost k podobným způsobem jako biologické oxidaci a spalování. Následoval hrubý cestou absorbována dýchání kyslíku, a dospěl k závěru, že uvnitř těla jsou procesy oxidace, ale pomaleji, než je vnější spalování různých materiálů. To znamená, že oxidační činidlo - molekuly kyslíku - se nechá reagovat s organickými sloučeninami, a to zejména, s vodíkem a uhlíku z nich, a úplné konverzi, doprovázené rozkladem sloučenin.

Nicméně, ačkoli tento předpoklad je v podstatě docela reálné, to zůstalo zakrýt mnoho věcí. Například:

• Jakmile jsou všechny procesy jsou podobné, pak podmínky jejich výskytu by měly být identické, ale oxidace probíhá při nízké teplotě těla a;
• Akce je doprovázena uvolňováním obrovské množství tepelné energie a tvorby plamene se uskutečňuje;
• V živých bytostí ne méně než 75-80% vody, ale to nebrání tomu, aby „spálení“ živiny v nich.

Chcete-li odpovědět na všechny tyto otázky a pochopit, co vlastně je biologická oxidace, potřeboval více než jeden rok.

Existují různé teorie, což znamenalo, že je důležité v procesu kyslíku a vodíku. Nejběžnější a nejúspěšnější byly:

• Bach teorie, tzv peroxid;
• Palladin teorie, založený na takovém pojetí jako „chromogeny“.

Později tam bylo mnoho vědců v Rusku a dalších zemích světa, které se postupně dodatky a změny na otázku, co je biologická oxidace. Biochemie dnes kvůli své práci, vám říci o každém z reakční proces. Jedním z nejznámějších jmen v této oblasti jsou následující:

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

Druhy biologické oxidace

Dva základní typy mohou být rozlišeny podle procesu, který se uskuteční za různých podmínek. To znamená, že nejvíce běžné v mnoha druhů mikroorganismů a hub způsobem převést výsledný potraviny - anaerobní. Tato biologická oxidace, který se provádí bez kyslíku a bez jeho účasti v jakékoliv formě. Takové podmínky jsou vytvořeny v místech, kde není přístup vzduchu: podzemí, rozkládajících se substráty, kalů, jíly, bažiny, a dokonce i ve vesmíru.

Tento typ oxidace má jiný název - glykolýzu. To je také jeden z kroků složitější a časově náročnější, ale energeticky bohatý proces - přeměnu aerobní nebo tkáňové dýchání. Jedná se o druhý typ procesu. To se vyskytuje ve všech živých bytostí aerobic-heterotrophs, které použití kyslíku pro dýchání.

Tak, tyto typy biologické oxidace.

1. Glykolýza, anaerobní cesta. To nevyžaduje přítomnost kyslíku a končí s různými formami fermentace.
2. Tkáňové dýchání (oxidativní fosforylace) nebo aerobní typu. To vyžaduje, aby povinné přítomnosti molekulárního kyslíku.

Herci

Nyní uvažujeme samy o sobě přímo k dispozici, který obsahuje biologickou oxidaci. Definovat základní sloučeniny a jejich zkratky, které budou i nadále používat.

1. Acetylkoenzymu A (acetyl-CoA) - kondenzace kyseliny šťavelové a kyseliny octové, koenzym, která je vytvořena v prvním kroku cyklu trikarboxylové kyseliny.
2. Krebsův cyklus (cyklus kyseliny citrónové, kyselina citrónová) - série komplexních sekvenčních redoxních transformací, které vedou k uvolnění energie, snížení vodíku, vzdělání je důležitější produkty s nízkou molekulovou hmotností. To je hlavní odkaz katalyzuje a anabolismus.
3. NAD a NAD * H - dehydrogenázy enzym, nikotinamid adenin dinukleotid stojí. Druhý vzorec - molekula s připojenou vodíku. NADP - nikotinamidadenindinukletid fosfát.
4. FAD a FAD * H - flavinadenindinukleotid - koenzym dehydrogenázy.
5. ATP - adenosintrifosfát.
6. PVK - kyselina pyrohroznová nebo pyruvát.
7. Sukcinát nebo kyselina jantarová, H _{3PO 4} - kyselina fosforečná.
8. GTP - guanosin trifosfát, třída purinových nukleotidů.
9. ETC - elektron tažného řetězu.
10. Enzymy proces: peroxidázu, oxygenázy, cytochrom oxidázy, flavin-dehydrogenázu, různé koenzymy a další sloučeniny.

Všechny tyto látky jsou přímo zapojeni do proces oxidace, který se vyskytuje v tkáních (buňky) živých organismů.

Stupeň biologické oxidace: Tabulka

To jsou všechny procesy, které doprovázejí biologickou oxidaci zahrnující kyslík. Je přirozené, že nejsou plně popsány, ale jen v přírodě, pokud jde o podrobný popis je třeba celou kapitolu knihy. Všechny biochemické procesy živých organismů je velmi rozmanitý a složitý.

reakční proces Redox

Redox reakce, jejichž příklady jsou znázorněny substrát oxidačních procesů, popsané výše, jsou následující.

1. Glykolýza: monosacharid (glukóza) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ O ₂ + 2H + NADH.
2. Oxidace pyruvátu: enzymu = STC + oxid uhličitý + acetaldehydu. Potom následující krok: Acetaldehyd + koenzym A = acetyl-CoA.
3. Množina po sobě následujících transformací kyseliny citronové v Krebsově cyklu.

Tyto redox reakce uvedené v příkladu výše, odráží podstatu procesů pouze obecně. Je známo, že sloučeniny dotčené vztahují na makromolekulární nebo s velkou uhlíkový skelet, tak se zobrazit všechny kompletní vzorec je prostě není možné.

Energie výstup tkáňového dýchání

Podle výše uvedeného popisu je zřejmé, že pro výpočet celkové produkce všech energie oxidace je snadné.

1. Dvě molekuly ATP dává glykolýzu.
2. Oxidace pyruvátu 12 molekul ATP.
3. 22. Molekula účet pro cyklus kyseliny trikarboxylové.

Součet: celkem aerobní biologická oxidace pomocí dává energii výtěžek rovný 36 molekul ATP. Význam biooxidation zřejmé. Je to právě tato energie používají živé organismy žít a funkce, jakož i ohřát své tělo, pohyb a další potřebné věci.

Substrát anaerobní oxidace

Druhý typ biologické oxidaci - anaerobní. To je ten, který je prováděn vůbec, ale který se zastaví některé druhy mikroorganismů. To glykolýza, a je to tady, že rozdíly jsou jasně vidět na budoucí přeměnu látek mezi aerobní a anaerobní.

Biologická oxidační krok tohoto způsobu mnoha.

1. Glykolýza, tj oxidace molekul glukózy na pyruvát.
2. Fermentace, což vede k regeneraci ATP.

Fermentace může být různých typů, v závislosti na organismus, jeho provedení.

mléčná fermentace

Prováděné bakteriemi mléčného kvašení a některých houbách. Podstatou je obnovit PVC na kyselinu mléčnou. Tento postup se používá v průmyslu k výrobě:

• mléčné výrobky;
• nakládaná zelenina a ovoce;
• siláž pro zvířata.

Tento typ fermentace je jedním z nejčastěji používaných v lidských potřeb.

alkoholové kvašení

Známé lidi od nejstarších dob. Podstatou způsobu je převést STC do dvou molekul ethanolu a dvě oxidu uhličitého. Prostřednictvím tohoto výstupu produktu, tento typ fermentace k výrobě:

• chléb;
• víno;
• pivo;
• cukrovinky a další věci.

Vykonávat svou houbovou kvasinek a bakteriálních mikroorganismů.

máselná kyselina fermentace

Postačí úzce konkrétní typ fermentace. Nesené bakterie rodu Clostridium. Podstata spočívá v konverzi pyruvátu na kyselinu máselnou, které dodá potravin pachy a žluklé chuti.

Proto biooxidation reakce děje na této cestě, je prakticky používá v průmyslu. Nicméně, tyto bakterie jsou náletových potraviny a škod, snížení jejich kvality.