energiat ei saa eksisteerida ilma elusolend.Iga keemilise reaktsiooni, mis tahes protsessi vaja tema kohalolekut.Iga inimene on kerge mõista ja tunda.Kui kogu päeva süüa, siis õhtul ja ehk varemgi, sümptomid hakkavad suurenenud väsimus, nõrkus, tugevus langeb oluliselt.
Mis viis erinevat organismid on kohandatud energia tootmiseks?Kus see pärit on ja mida võib aset samal ajal sees puuri?Püüdke mõista seda artiklit.
Energia tootmiseks kasutatavad organismid
Ükskõik kuidas ei tarbitava energia, lähtudes alati valetada ÜLEKIRJUTAMINE (redoksreakstiooni).Näidetena erinevad.Võrrand fotosünteesi, mis viib rohelised taimed ja mõned bakterid - on ka ÜLEKIRJUTAMINE.Loomulikult protsessi erinevad sõltuvalt sellest, kas elusolend on mõeldud.
Niisiis, kõik loomad - on heterotroofse.See tähendab, et need organismid, kes ei suuda moodustada valmiskujul orgaaniliste ühendite edasise lõhustumise ja vabanemist keemilise energia.
Taimed, teiselt poolt, on kõige võimsam tootja orgaanilise aine meie planeedil.Nad läbi keerulise ja oluline protsess nimetatakse fotosünteesiks, mis on moodustamine glükoosi veest, süsinikdioksiid mõjul spetsiaalsete ainete - klorofülli.Kõrvalsaaduse on hapnikku, mis on elu allikas kõigile aeroobne elusolendeid.
redoksreaktsioonid, mille näited illustreerivad seda protsessi:
- 6CO2 + 6H2O = klorofülli = C6H10O6 + 6O2;
või
- süsinikdioksiidi + vesiniku toimel oxide pigment klorofüll (ensüüm reaktsioon) = monosahhariid + tasuta molekulaarne hapnik.
Samuti on ka esindajad biomass planeedi, mis on võimalik kasutada energia keemiliste sidemete anorgaaniliste ühenditega.Neid nimetatakse chemotroph.Nendeks mitmesuguseid baktereid.Näiteks mikroorganismid on vesinik, oksüdeerides substraatmolekulis mullas.Protsess toimib järgmiselt: 2H2 + 02 = 2H20.
ajaloo areng teadmisi bioloogilise oksüdatsiooni
protsess, mis on aluseks energiat, on teada täna.See bioloogilise oksüdatsiooni.Biokeemia üksikasjalikult uuritud nüansid kõik etapid ja toimemehhanisme, et peaaegu üldse saladused.Kuid see ei olnud alati.
esmamainimise et elusolendid on keeruline muutusi, mis on oma laadilt keemilisi reaktsioone, oli umbes XVIII sajandil.See, kui Antoine Lavoisier, kuulsa prantsuse keemik, pööras tähelepanu sellele, kuidas sarnane bioloogilise oksüdatsiooni ja põletamine.Ta järgnes ligikaudse path neeldunud hapniku hingamise ja leidis, et keha sees on protsessid oksüdatsiooni, kuid aeglasemalt kui väljaspool põlemisel mitmesuguste ainete.See tähendab, et oksüdeerija - hapnikumolekulist - reageerivad orgaaniliste ühendite, eriti, vesinikuga ja süsiniku ära ja täieliku konversiooni kaasas lagunemist ühendid.
Kuigi see eeldus on praktiliselt täiesti reaalne, jäi ebaselgeks palju asju.Näiteks:
- korda sarnaste protsesside, tingimuste voolu olema identsed, kuid oksüdatsiooni tulu madala kehatemperatuuri;
- tegevus ei kaasne vabastamist tohutul hulgal soojust ja puudub teket leek;
- ellujäänud on vähemalt 75-80% vett, kuid see ei takista "põletamine" toitaineid neid.
vastata kõigile neile küsimustele ja aru saada, mis tegelikult on bioloogilise oksüdatsiooni, kulus rohkem kui aasta.
On erinevaid teooriaid, mis tähendas, et oluline on protsessi hapniku ja vesiniku.Kõige levinum ja kõige edukamad olid:
- teooria Bach nimetatakse peroksiid;
- Palladin teooria, mis põhineb selline mõiste nagu "kromogeenid".
Hiljem oli palju teadlasi Venemaal ja teistes riikides, mis järk-järgult teha muudatusi ja täiendusi küsimusele, millised on bioloogilised oksüdatsiooni.Biokeemia täna, sest nende töö võib teile rääkida igaüks reaktsiooni käigus.Tuntumad nimed valdkonnas on järgmised:
- Mitchell;
- S. Severin;
- Warburg;
- VA Belitser;
- Lehninger;
- VP Skulachev;
- Krebs;
- Green;
- Engelhardt;
- Kaylin ja teised.
tüübid bioloogiliste oksüdatsiooni
On kaks peamist tüüpi protsess, mis toimuvad erinevates tingimustes.Seega, kõige levinum paljudes liikide mikroorganismide ja seente viis teisendada saanud toitu - anaeroobne.Bioloogiline oksüdeerumine, mis toimub ilma hapnikuta ja ilma tema osalemine mis tahes vormis.Need tingimused on kohtades, kus puudub õhu juurdepääs: maa all, pehkinud substraadid, setted, savi, soode ja isegi kosmoses.
Seda tüüpi oksüdatsioon on teine nimi - glükolüüsi.Ta on üks etappe raskem ja aeganõudvam, kuid energia-rikas protsess - ümbertegemiseks või aeroobne kudede hingamist.See on teist tüüpi protsessi.See toimub kõik elusorganismid-aeroobsed Heterotroofid, kes kasutavad hapnikku hingamiseks.
Seega järgmisi bioloogilisi oksüdatsiooni.
- glycolytic anaeroobne tee.See ei nõua hapniku juuresolekul ning lõpeb erinevaid vorme kääritamist.
- kudede hingamist (oksüdatiivse fosforüülimise) või aeroobne liigid.See nõuab kohustuslikud juuresolekul molekulaarset hapnikku.
Näitlejad
edasi pidama end otse funktsioone, mis sisaldab bioloogilist oksüdatsiooni.Me määratleda aluselised ühendid ja nende lühendid, mis kestab jätkuvalt kasutada.
- atsetüülkoensüümiga A (atsetüül-CoA) kondensatsioon - oblikhapet ja äädikhape, koensüüm, mis on moodustatud esimese järgu trikarboksüülhappetsükli.
- Krebsi tsüklis (tsitraattsükli, sidrunhape) - rida keerulisi järjestikune redoks transformatsioone, millega kaasneb energia vallandumist, vesiniku vähendamine, haridusele on oluline väikese molekulmassiga tooteid.Ta on peamine ühenduslüli katalüüsi ja anabolism.
- ikka ja jälle * H - dehüdrogenaasensüümi, tähistab nikotiinamiid.Teine valemiga - molekuli koos lisatud vesinik.NADP - nikotinamidadenindinukletid fosfaate.
- FAD ja FAD * H - flaviinadeniindinukleotiidi - koensüüm dehüdrogenaasi.
- ATP - adenosiintrifosfaat.
- STC - püroviinamarihapet või püruvaat.
- suktsinaadi või suktsiinhape, H3PO4 - fosforhape.
- GTP - guanosiintrifosfaati, klassi puriinnukleotiidide.
- ETC - elektronide transport kett.
- Ensüümid protsess: peroksidaas, oksügenaasi, tsütokroomoksüdaasi, laviin dehüdrogenaasi koensüüme ja mitmeid teisi ühendeid.
Kõik need ühendid on otseselt seotud oksüdatsiooniprotsessi, mis toimub kudedes (rakud) elusorganismid.
etappidel bioloogilise oksüdatsiooni: tabelis
| Stage | Protsessid ja väärtust |
| Glycolysis | protsessi tuumaks peitub anoxic lagunemine monosahhariidid, mis eelneb protsess rakkude hingamist ja kaasneb energia vallandumist, mis on võrdne kahe ATP molekule.Tekib ka püruvaat.See on esimene samm elusorganism heterotroofset.Väärtust moodustamisel PVC, millega varustatakse mitokondrite cristae ja substraat koe hapnikuga oksüdeerimise.In anaeroobset glükolüüsi toimuvad pärast fermentatsiooni eri liiki. |
| püruvaadi oksüdatsiooni | See protsess on teisendada STC tekivad glükolüüsi, atsetüül-CoA.See viiakse läbi spetsiaalse ensüümi püruvaatdehüdrogenaasi kompleksi.Tulemus - tsetüül-CoA molekulid, mis alustavad Krebsi tsüklis.Sama protsess viiakse läbi taastamist NAD NADH.Koht lokaliseerimine - crista mitokondrid. |
| Decay beta rasvhapped | See protsess viiakse läbi paralleelselt eelmise Christie mitokondrid.Oma olemuselt on ringlusse kõik rasvhapete atsetüül-CoA ja pane see sidrunhappe tsükkel.Samuti taastab NADH. |
| Krebsi tsüklis | algab muutmise atsetüül-CoA sidrunhappe, mis läbib veelgi muutusi.Üks olulisemaid samme, mis hõlmavad bioloogilise oksüdatsiooni.See hape käsitletakse:
Iga protsess toimub mitu korda.Tulemus: GTP, süsinikdioksiid, väiksemas NADH ja FADN2.See bioloogilise oksüdatsiooni ensüümid on vabalt mugavalt mitokondrite maatriksis osakesi. |
| oksüdatiivse fosforüülimise | See on viimane samm konverteerida ühendeid eukarüootsetes organismides.See muundab ADP ATP.Vajalikku energiat võetakse seda oksüdeerimisel molekulide NADH ja FADN2 mis moodustus eelmises etapis.Järjestikuste üleminekud ETC ja vähendada võimalike tekib järeldus energia-energia võlakirjade ATP. |
See kõik protsessid, mis kaasnevad bioloogilise oksüdatsiooni kaasneb hapniku.Loomulikult nad ei ole täielikult kirjeldatud, kuid ainult looduses, detailset kirjeldust on vaja tervet peatükki raamatust.Kõik biokeemiliste protsesside elusorganismid on väga mitmetahuline ja keerukas.
redoksreaktsioonid of
redoksreaktsioonid, mille näiteid on illustreeritud ülalkirjeldatud oksüdatsiooni substraadile järgmiselt.
- Glycolysis: monosahhariid (glükoos) + + 2ADF 2NAD = 2PVK 2ATF + + 4H + + 2H2O NADH.
- püruvaadi oksüdatsiooni: STC = ensüümi + süsihappegaas + atseetaldehüüd.Siis järgmine samm: atseetaldehüüd + koensüüm A = atsetüül-CoA.
- kehtestatud järjestikuste ümberkujundamise sidrunhape Krebsi tsükkel.
Need redoksreakstiooni, mille näited on loetletud eespool, peegeldavad sisuliselt toimuvat vaid üldsõnaliselt.On teada, et kõne all olevate ühendite kuuluvad kõrgmolekulaarne, või kellel on suur süsinikuskelett, nii kujutada kõiki täielik valemiga ei ole lihtsalt võimalik.
energia saagis kudede hingamist
Ülaltoodud kirjeldus on selge, et arvutada kogutoodangust kõik oksüdatsiooni energia on lihtne.
- kaks ATP molekule annab glükolüüsi.
- püruvaadi oksüdatsiooni 12 ATP molekule.
- 22 molekule langeb sidrunhappe tsükkel.
Tulemuseks täielik bioloogilise oksüdatsiooni aeroobset teed annab energiakulu võrdne 36 ATP molekule.Väärtust bioloogilise oksüdatsiooni on ilmselge.Just see energiat kasutavad elusorganismide elada ja funktsiooni, samuti soojeneda tema keha, liikumise ja muude vajalike asju.
anaeroobne oksüdatsioon substraat
teist tüüpi bioloogilise oksüdatsiooni - anaeroobne.See on üks, mis viiakse läbi üldse, aga mis peatab teatavat liiki mikroorganisme.See glükolüüsi, ja see on siin, et erinevused on selgelt näha edasiseks ümberkujundamiseks ainete vahel aeroobset ja anaeroobset.
etapid bioloogilise oksüdatsiooni sel viisil on vähe.
- Glycolysis ehk oksüdatsiooni glükoosimolekulidest püruvaadiks.
- käärimise, mis viib regenereerimise ATP.
Fermentatsioonitehnoloogia võib olla erinevaid, sõltuvalt organismi, selle rakendamisel.
piimhappekäärimisega toimub piimhappebakterite ja mõned seened.Asi on selles, et taastada STC piimhappeks.Seda protsessi kasutatakse tööstuses toota:
- piimatooteid;
- marineeritud puu- ja köögiviljad;
- silo loomadele.
Seda tüüpi käärimise on üks enim kasutatud inimese vajadustele.
alkoholkäärimine
tuntud inimesed kõige iidsetest aegadest.Sisuliselt on see protsess teisendada STC kaheks molekule etanooli ja kaks süsinikdioksiid.Tänu sellisele saagi seda tüüpi käärimise tootmiseks kasutatud:
- leiba;
- veini;
- õlut;
- maiustused ja teised.
teostada oma seene pärmi ja bakterite mikroorganismid.
klostriidid
Aitab kitsalt teatud liiki fermentatsiooni.Rakendatud bakterid Clostridium.Alumine rida on püruvaadist sisse võihape, mis annab toidule ebameeldiva lõhna ja mõrkja maitsega.Seetõttu
biooxidation reaktsioon läheb seda teed, praktiliselt ei kasutatud tööstuses.Kuid need bakterid nakatatud ise toitu ja kahju, alandades nende kvaliteeti.
