energi kan ikke eksistere uden et levende væsen.For hver kemisk reaktion, enhver proces krævede hendes tilstedeværelse.Enhver person er let at forstå og føle.Hvis hele dagen for at spise mad, så om aftenen, og måske før, vil symptomerne begynder øget træthed, svaghed, styrke falder betydeligt.
hvad en måde forskellige organismer har tilpasset produktionen af energi?Hvor kommer det fra, og hvilke processer forekomme på samme tid inde i buret?Prøv at forstå denne artikel.
Energy produktionsorganismer
Uanset hvordan ingen energi forbruges, grundlaget altid ligge OVR (redoxreaktioner).Eksempler indbefatter forskellige.Ligningen af fotosyntese, som bærer grønne planter og nogle bakterier - også OVR.Naturligvis vil processen varierer afhængigt af, om det levende væsen der menes.
Så alle dyrene - er heterotrofe.Det vil sige, de organismer, der er i stand til at danne i en klar-organiske forbindelser for yderligere spaltning og frigivelse af kemisk energi.
Planter, på den anden side, er den mest magtfulde producent af organisk stof på vores planet.De har foretaget en kompliceret og vigtig proces, der kaldes fotosyntese, som er dannelsen af glucose fra vand, carbondioxid under indflydelse af særlige stoffer - klorofyl.Et biprodukt er ilt, som er kilden til liv for alle aerobe levende væsener.
Redox reaktioner, eksempler, som illustrerer denne proces:
- 6CO2 + 6H2O = klorofyl = C6H10O6 + 6O2;
eller
- kuldioxid + hydrogen under indflydelse af oxid pigment klorofyl (enzymreaktion) = monosaccharid + fri molekylært oxygen.
Også er der også repræsentanter for biomassen af planeten, som er i stand til at bruge energien af kemiske bindinger af uorganiske forbindelser.De kaldes chemotroph.Disse omfatter mange typer af bakterier.For eksempel mikroorganismer er hydrogen, oxidation af en substratmolekyle i jorden.Processen fungerer som følger: 2H2 + 02 = 2H20.
historien om udviklingen af viden om den biologiske oxidation
proces, der ligger til grund for energi, er det kendt dag.Denne biologiske oxidation.Biokemi som gennemgået i detaljer nuancerne i alle faser og virkningsmekanismer at næsten ingen mysterier.Det var dog ikke altid.
første omtale af, at der i levende væsener der er komplekse transformationer, der er af arten af kemiske reaktioner, der var nogenlunde i det XVIII århundrede.Det er, når Antoine Lavoisier, den berømte franske kemiker, vendte sin opmærksomhed mod, hvordan lignende biologisk oxidation og forbrænding.Han fulgte et groft vej absorberes af vejrtrækning ilt og konkluderede, at inde i kroppen er processer af oxidation, men langsommere end ydersiden af forbrændingen af forskellige stoffer.Det vil sige, det oxiderende - ilt molekyler - reagerer med organiske forbindelser, og især med hydrogen og carbon fra dem, og fuldstændig omdannelse, ledsaget af nedbrydning af forbindelserne.
Men selv om denne antagelse er væsentlige ganske reel, forblev obskure mange ting.For eksempel:
- gange lignende processer, bør betingelserne for flow være identiske, men oxidation provenuet ved en lav kropstemperatur;
- handling ikke er ledsaget af frigivelse af enorme mængder af varme, og der er ingen dannelse af flammen;
- overlevende der er mindst 75-80% af vandet, men det forhindrer ikke "brændende" næringsstoffer i dem.
For at besvare alle disse spørgsmål og til at forstå, hvad der rent faktisk er den biologiske oxidation, det tog mere end et år.
Der er forskellige teorier, der stiltiende betydningen af processen med ilt og brint.De mest almindelige og mest succesfulde var:
- teori Bach kaldes peroxid;
- Palladin teori, baseret på en sådan koncept som "chromogener".
Senere var der mange forskere i Rusland og andre lande, som gradvist gør tilføjelser og ændringer til spørgsmålet om, hvad der er den biologiske oxidation.Biokemi i dag, på grund af deres arbejde, kan fortælle dig om hver af reaktionen processen.Blandt de mest kendte navne inden for området omfatter følgende:
- Mitchell;
- S. Severin;
- Warburg;
- VA Belitser;
- Lehninger;
- VP Skulachev;
- Krebs;
- Green;
- Engelhardt;
- Kaylin og andre.
Typer af biologisk oxidation
Der er to hovedtyper af processen, der forekommer i forskellige forhold.Således er den mest almindelige i mange arter af mikroorganismer og svampe måde at konvertere modtagne mad - den anaerobe.Denne biologiske oxidation, som udføres uden ilt og uden hans medvirken i enhver form.Disse betingelser er på steder, hvor der ikke er luft adgang: underjordiske, i rådnende substrater, silt, ler, sumpe og selv i rummet.
Denne type oxidation har et andet navn - glykolyse.Han er en af de mere vanskelige og tidskrævende, men energirige proces stadier - konvertering eller aerobe væv respiration.Dette er den anden type af processen.Det sker i alle levende ting-aerobe heterotrofer, som bruger ilt til respiration.
Således følgende typer af biologisk oxidation.
- glycolytisk anaerob måde.Det kræver ikke tilstedeværelse af oxygen og slutter med forskellige former for fermentering.
- væv respiration (oxidativ phosphorylering) eller aerobe arter.Det kræver obligatorisk tilstedeværelse af molekylært ilt.
Skuespillere
videre at betragte sig selv direkte til de funktioner, der indeholder biologisk oxidation.Vi definerer de grundlæggende forbindelser og deres forkortelser, som fortsat vil blive brugt.
- acetyl coenzym A (acetyl-CoA) - kondensation af oxalsyre og eddikesyre, coenzym, der er dannet i det første trin af tricarboxylsyrecyklen.
- Krebs cyklus (citronsyrecyklus, citronsyre) - en række komplekse sekventielle redox transformationer, ledsaget af frigivelse af energi, reduktion brint, uddannelse er vigtige lavmolekylære produkter.Han er den vigtigste link katalyse og anabolisme.
- igen og igen * H - dehydrogenaseenzym, står for nikotinamid.Den anden formel - et molekyle med en vedhæftet hydrogen.NADP - nikotinamidadenindinukletid phosphat.
- FAD og FAD * H - flavinadenindinukleotid - coenzym dehydrogenase.
- ATP - adenosintrifosfat.
- STC - pyrodruesyre eller pyruvat.
- succinat eller ravsyre, H3PO4 - fosforsyre.
- GTP - guanosintriphosphat, en klasse af purinnukleotider.
- ETC - elektron transportkæden.
- Enzymer proces: peroxidase, oxygenase, cytochrom oxidase, flavin dehydrogenase coenzymer og forskellige andre forbindelser.
Alle disse forbindelser er direkte involveret i oxidation proces, der forekommer i væv (celler) af levende organismer.
stadier af biologisk oxidation: table
| Stage | Processer og værdi |
| Glycolysis | essensen af processen ligger i den anoxiske nedbrydning af monosaccharider, som går forud for processen med cellulære respiration og er ledsaget af frigivelse af energi, der svarer til to molekyler ATP.Pyruvat produceres også.Dette er det første skridt for enhver levende organisme heterotrofe.Værdien i dannelsen af PVC, som tilføres til det mitokondrielle cristae og et substrat for væv oxygen ved oxidation.I anaerob glycolyse opstår ved fermentering af forskellige typer. |
| oxidation af pyruvat | Denne proces er at konvertere STC dannet under glycolyse, til acetyl-CoA.Den udføres af en specialiseret enzym pyruvatdehydrogenase kompleks.Resultat - cetyl-CoA-molekyler, som træder i Krebs cyklus.Den samme proces udføres genoprettelse af NAD til NADH.Place lokalisering - crista mitokondrier. |
| Decay beta fedtsyrer | Denne proces udføres parallelt med de tidligere Christie mitokondrier.Dens essens er at genbruge alle fedtsyrerne til acetyl-CoA, og sætte det i citronsyrecyklen.Det genopretter også NADH. |
| Krebs cyklus | begynder med omdannelsen af acetyl-CoA i citronsyre, som undergår yderligere transformationer.Et af de vigtigste skridt, der omfatter biologisk oxidation.Denne syre behandles:
Hver proces udføres flere gange.Resultat: GTP, kuldioxid, reduceret form NADH og FADN2.Denne biologiske oxidation enzymer er frit placeret i mitochondriematricen partikler. |
| oxidative fosforylering | Dette er det sidste trin for at konvertere forbindelser i eukaryote organismer.Dette omdanner ADP til ATP.Den energi, der kræves til dette er taget ved oxidation af molekylerne NADH og FADN2 der er dannet i de tidligere stadier.Ved successive overgange i ETC og reduceret potentiale opstår konklusion energi-energi obligationer i ATP. |
Det alle processer, der ledsager den biologiske oxidation involverer ilt.Naturligvis er de ikke beskrevet fuldstændigt, men kun i naturen, for en detaljeret beskrivelse skal et helt kapitel i bogen.Alle de biokemiske processer i levende organismer er yderst mangesidet og kompleks.
redoxreaktioner af
redoxreaktioner, eksempler på hvilke er illustreret ved den ovenfor beskrevne oxidation af substratet som følger.
- Glycolysis: monosaccharid (glukose) + + 2ADF 2NAD = 2PVK 2ATF + + 4H + + 2H2O NADH.
- oxidation af pyruvat: STC = enzym + kuldioxid + acetaldehyd.Så næste skridt: acetaldehyd + coenzym A = acetyl-CoA.
- sæt af successive transformationer af citronsyre i Krebs cyklus.
Disse redoxreaktioner, eksempler herpå er anført ovenfor, afspejler essensen af de processer, der finder sted kun i generelle vendinger.Det er kendt, at de pågældende forbindelser hører til et stort skelet højmolekylære eller har carbon, så at skildre hele den komplette formel er bare ikke muligt.
energiudbytte af væv respiration
I ovenstående beskrivelse er det klart, at for at beregne den samlede produktion af alle oxidation energi er enkel.
- to molekyler ATP giver glykolysen.
- oxidation af pyruvat 12 ATP-molekyler.
- 22 molekyler falder på citronsyre cyklus.
Resultatet: en komplet biologisk oxidation af aerobe måde giver energi output svarende til 36 molekyler ATP.Værdien af den biologiske oxidation er indlysende.Det er denne energi bruges af levende organismer til at leve og fungere, samt at varme sin krop, bevægelse og andre nødvendige ting.
anaerob oxidation af et substrat
anden type biologisk oxidation - anaerob.Det er den, der udføres på alle, men som stopper visse typer mikroorganismer.Det glykolyse, og det er her, at forskellene tydeligt ses i den videre omdannelse af stoffer mellem aerobe og anaerobe.
stadier af biologisk oxidation på denne måde er få.
- Glycolysis, dvs. oxidation af glucosemolekyler til pyruvat.
- gæring, hvilket fører til regenerering af ATP.
Fermentering kan være af forskellige typer, afhængig af organismen, gennemførelsesforordningen.
mælkesyregæring udføres ved mælkesyrebakterier, og nogle svampe.Pointen er at genoprette STC til mælkesyre.Denne proces anvendes i industrien til at producere:
- af mejeriprodukter;
- syltede frugter og grøntsager;
- ensilage for dyrene.
Denne type fermentering er en af de mest anvendte menneskelige behov.
alkoholgæring
kendt folk med de mest oldtiden.Essensen af processen er at konvertere STC i to molekyler ethanol og to kuldioxid.På grund af en sådan Udbyttet af denne type fermentering anvendes til fremstilling af:
- brød;
- vin;
- øl;
- konfekture og andre.
udøve sin svamp gær og bakterielle mikroorganismer.
clostridier
Nok snævert specifikke type gæring.Gennemført af bakterier af slægten Clostridium.Den nederste linje er omdannelsen af pyruvat til smørsyre, der giver mad en ubehagelig lugt og harsk smag.Derfor
biooxidation reaktion foregår denne vej, bliver stort set ikke anvendes i industrien.Men disse bakterier podet selv mad og skader, sænke deres kvalitet.
