Биологичното окисляване.

енергия не може да съществува без живо същество.За всяка химична реакция, всеки процес изисква присъствието й.Всяко лице, което е лесно да се разбере и да се чувстват.Ако по цял ден да се яде храна, а след това от вечерта, а може би и преди това, симптомите ще започнат повишена умора, слабост, сила падне значително.

Какъв начин различните организми са се приспособили към производството на енергия?Откъде идва от и какви процеси се случи в същото време вътре в клетката?Опитайте се да разберете тази статия.Производствени организми

Енергийни

Независимо от начина, не потребяваната енергия, на базата винаги лъже OVR (окислително-редукционни реакции).Примери за това са различни.Уравнението на фотосинтезата, която носят зелени растения и някои бактерии - също е OVR.Естествено, този процес ще се различава в зависимост от това дали живо същество се разбира.

Така че, всички животни - е хетеротрофни.Това означава, че тези организми, които не са в състояние да формират в готова органични съединения за по-

нататъшно отцепване и освобождаване на химическа енергия.

Растения, от друга страна, са най-мощния производител на органична материя на нашата планета.Те извършва сложен и важен процес, наречен фотосинтеза, която е образуването на глюкоза от вода, въглероден диоксид под влиянието на специални вещества - хлорофил.Страничен продукт е кислород, който е източник на живот за всички аеробни живи същества.

Redox реакции, примери за които илюстрират този процес:

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

или

  • въглероден диоксид + водород под влиянието на пигмент хлорофил (ензим реакция) = монозахарид + безплатно молекулярен кислород.

Също така, има и представители на биомасата на планетата, които са в състояние да използват енергията на химичните връзки на неорганични съединения.Те се наричат ​​chemotroph.Те включват много видове бактерии.Например, микроорганизми са водород, окисляване на субстрат молекула в почвата.Процесът работи по следния начин: 2Н2 + 02 = 2Н20.

история на развитието на знания за биологичното окисление

процеса на която лежи в основата на енергия, тя е известна и днес.Това биологично окисляване.Biochemistry като разгледа подробно тънкостите на всички етапи и механизми на действие, които почти никакви тайни.Въпреки това, тя не винаги е така.

първо споменава, че в живи същества са сложни трансформации, които са от естеството на химични реакции, има приблизително в XVIII век.Това е, когато Антоан Лавоазие, известния френски химик, насочи вниманието си към това как подобен биологичен окисление и горене.Той последвано груб път абсорбира от дишане кислород и заключи, че в тялото има процеси на окисляване, но по-бавно от външната страна на изгаряне на различни вещества.Това означава, че окислителят - кислородни молекули - реагират с органични съединения, и по-специално, с водород и въглерод от тях, и пълно превръщане, придружени от разлагане на съединенията.

Въпреки това, макар че това предположение е по същество съвсем реална, останаха неясни много неща.Например:

  • пъти подобни процеси, условията на потока трябва да са идентични, но постъпленията от окисляване при ниска телесна температура;Действия
  • не е съпроводен с освобождаването на огромни количества топлина и няма образуване на пламъка;Оцелели
  • има най-малко 75-80% от водата, но това не пречи да "горят" хранителни вещества в тях.

За да отговорите на всички тези въпроси и да се разбере какво всъщност е биологичният окисляването, отне повече от година.

Има различни теории, които се подразбират важността на процеса на кислород и водород.Най-често срещаните и най-успешни са:

  • теория Bach нарича пероксид;
  • Palladin теория, основана на такова понятие като "хромогени".

късно имаше много учени в Русия и други страни, които постепенно правят допълнения и изменения към въпроса за това, което е най-биологично окисление.Biochemistry от днес, защото на тяхната работа, да ви кажа за всяка от процеса на реакция.Сред най-известните имена в областта, включват следното:

  • Mitchell;
  • S. Severin;
  • Warburg;
  • VA Belitser;
  • Lehninger;
  • VP Skulachev;
  • Кребс;
  • Green;
  • Engelhardt;
  • Kaylin и др.

Видове биологичното окисление

Има два основни вида на процеса, които се случват в различни условия.По този начин, най-често в много видове микроорганизми и гъбички начин за преобразуване на получените храни - анаеробни.Това биологично окисляване, което се извършва без кислород и без участието му във всякаква форма.Тези условия са на места, където няма достъп на въздух: подземни, в гниещи субстрати, шламове, глини, блата и дори в космоса.

Този тип окисление има и друго име - гликолиза.Той е един от етапите по-трудно и отнема много време, но енергийно богати процес - превръщането или аеробно дишане тъкан.Това е втората вида на процеса.Той се среща във всички живи същества-аеробни heterotrophs, които използват кислород за дишане.

Така следните видове биологично окисление.

  1. гликолитичен анаеробна начин.Тя не изисква присъствието на кислород и завършва с различни форми на ферментация.Дишане
  2. тъкан (окислително фосфорилиране) или аеробни видове.Тя изисква задължително наличие на молекулярен кислород.

Actors

продължат да смятат, че са директно към функциите, които съдържа биологично окисление.Ние дефинираме основните съединения и техните съкращения, които ще продължат да се използват.

  1. ацетил коензим А (ацетил-CoA) - кондензация на оксалова киселина и оцетна киселина, коензим, който е оформен в първия етап на цикъла на трикарбоксилна киселина.
  2. цикъла на Кребс (цикъл лимонена киселина, лимонена киселина) - серия от сложни последователни трансформации окислително-редукционни, придружен от освобождаването на енергия, намаляване на водород, образованието е важно тегло продукти с ниско молекулно.Той е основната катализа връзка и анаболизъм.
  3. отново и * H - дехидрогеназата, щандове за никотинамид.Вторият формула - молекула, с прикачен водород.NADP - nikotinamidadenindinukletid фосфат.
  4. FAD и FAD * H - Флавин аденин динуклеотид - коензим дехидрогеназа.
  5. ATP - аденозин трифосфат.
  6. STC - пирогроздена киселина или пируват.
  7. сукцинат или янтарна киселина, H3PO4 - фосфорна киселина.
  8. GTP - гуанозинтрифосфат, клас пуринови нуклеотиди.
  9. ETC - транспортна верига електрон.
  10. Ензими процес: пероксидаза, оксигеназа, цитохром оксидаза, флавин дехидрогеназа коензими и различни други съединения.

Всички тези съединения са пряко ангажирани в процеса на окисление, което се случва в тъканите (клетки) на живите организми.

етапи на биологичното окисление: трапезни

Stage Процеси и стойност
гликолиза същност на процеса се състои в безкислородна разлагането на монозахариди, който предхожда процеса на клетъчното дишане и е придружена от освобождаването на енергия, равна на две молекули АТФ.Пируват се произвежда също.Това е първата стъпка за всеки жив организъм хетеротрофни.Стойността в образуването на PVC, който се подава към митохондриална cristae и субстрат на кислород тъкан чрез окисление.В анаеробна гликолиза настъпи след ферментацията на различни видове.
окисление на пируват Този процес е да се превърне STC, образувана по време гликолиза, към ацетил-CoA.Това се извършва от специализиран пируват дехидрогеназа ензим комплекс.Резултати - цетил-CoA молекули, които влизат в цикъла на Кребс.Същият процес се извършва възстановяването на NAD да NADH.Място локализация - КРИСТА митохондриите.
разпадане бета мастни киселини Този процес се извършват паралелно с предишните Christie митохондриите.Нейната същност е да рециклираме всички мастни киселини, за да ацетил-CoA, и го сложи в цикъла на лимонената киселина.Той също така се възстановява NADH.
цикъла на Кребс

започва с превръщането на ацетил-CoA в лимонената киселина, която претърпява допълнителни трансформации.Един от най-важните стъпки, които включват биологично окисляване.Тази киселина се третира:

  • дехидрогениране;
  • декарбоксилиране;Регенерация
  • .

Всеки процес се извършва по няколко пъти.Резултат: GTP, въглероден диоксид, редуцирана форма NADH и FADN2.Този биологичен окислителни ензими са свободно разположени в митохондриалния матрикс частици.

окислително фосфорилиране

Това е последната стъпка от превръщане на съединенията в еукариотни организми.Това превръща ADP да ATP.Необходимата за тази енергия се поема от окисляването на молекулите на NADH и FADN2 които формират в предишните етапи.Чрез последователни преходи на ETC и намалява потенциала случва заключение енергийно енергийни облигации на ATP.

То всички процеси, които съпътстват биологичното окисление, включваща кислород.Естествено, те не са описани напълно, но само в природата, за подробно описание нужда от цяла глава на книгата.Всички биохимични процеси на живите организми е изключително многостранен и сложни.

Redox реакции на

Redox реакции, примери за които са илюстрирани чрез описаната по-горе окислението на субстрата, както следва.

  1. гликолиза: монозахарид (глюкоза) + + 2ADF 2NAD = 2PVK 2ATF + + + + 4Н 2H2O NADH.
  2. окисление на пируват: STC = ензим + въглероден двуокис + ацеталдехид.След това в следващия етап: ацеталдехид + коензим А = ацетил-СоА.
  3. набор от последователни трансформации на лимонена киселина в цикъла на Кребс.

Тези редокс реакции, примери за които са изброени по-горе, да отразяват същността на процесите, които протичат само в общи линии.Известно е, че въпросните съединения принадлежат към високо молекулно или с голям въглероден скелет, така че да представят всички пълното формула просто не е възможно.

енергиен добив на тъканното дишане

В горното описание става ясно, че за да се изчисли общата продукция на цялата енергия при окисление е проста.

  1. две молекули АТФ дава гликолиза.
  2. окисление на пируват 12 ATP молекули.
  3. 22 молекули пада върху цикъла на лимонената киселина.

Резултатът: пълно биологично окисление на аеробна начин дава енергия на изход, равна на 36 молекули на ATP.Стойността на биологичното окисляване е очевидна.Тя е тази енергия се използва от живите организми да живеят и функция, както и да се затопли тялото му, движение и други необходими неща.

анаеробно окисление на субстрат

втори тип биологично окисление - анаеробно.Това е този, който се провежда при всички, но който спира някои видове микроорганизми.Тя гликолиза, и тя е тук, че разликите са ясно наблюдавани при по-нататъшното преобразуване на вещества между аеробни и анаеробни.

етапи на биологичното окисление по този начин са няколко.

  1. гликолиза, т.е. окислението на глюкозата молекули, за да пируват.
  2. ферментация, което води до възстановяване на ATP.

Ферментацията може да бъде от различни видове, в зависимост от организма, неговото прилагане.

млечнокисела ферментация се осъществява от млечнокисели бактерии и някои гъбички.Въпросът е да се възстанови ДКД до млечна киселина.Този метод се използва в промишлеността за производство на:

  • на млечни продукти;
  • кисели плодове и зеленчуци;
  • силаж за животните.

Този тип ферментация е един от най-използваните в човешки нужди.

алкохолна ферментация

известни хора с най-древни времена.Същността на метода е да се превърне в STC две молекули етанол и два въглероден диоксид.Благодарение на такъв добив на този вид ферментация, използвана за производство:

  • хляб;
  • вино;
  • бира;
  • сладкарски изделия и др.

упражняването му гъби мая и бактериални микроорганизми.

клостридии

Enough тясно специфичен тип ферментация.Изграден от бактерии от рода Clostridium.Долната линия е превръщането на пируват в маслена киселина, която дава храна неприятна миризма и вкус на гранясало.Затова реакцията

биоокислителен става по този път, на практика не се използват в промишлеността.Въпреки това, тези бактерии се заразяват с храни и вредите, понижаващи качеството им.