Biologische oxidatie.

energie kan niet bestaan ​​zonder een levend wezen.Voor elke chemische reactie, een proces vereist haar aanwezigheid.Elke persoon die is gemakkelijk te begrijpen en te voelen.Als de hele dag om te eten, en vervolgens door de avond, en misschien eerder, zullen de symptomen toegenomen vermoeidheid, zwakte beginnen, sterkte daalt aanzienlijk.

Wat een manier verschillende organismen hebben zich aangepast aan de productie van energie?Waar komt het vandaan en welke processen plaatsvinden op hetzelfde moment in de kooi?Probeer om dit artikel te begrijpen.

Energieproductie organismen

Welke manier geen energie wordt verbruikt, de basis liggen altijd OVR (redoxreacties).Voorbeelden zijn verschillend.De vergelijking van de fotosynthese, waarbij groene planten en sommige bacteriën dragen - is ook OVR.Uiteraard zal de werkwijze verschilt naargelang het levende wezen bedoeld.

Dus, alle dieren - is heterotroof.Dat wil zeggen, die organismen die niet kunnen vormen in een kant-organische verbindingen voor verdere splitsing en vrijkomen van chemische energie.

Planten, daarentegen, zijn de meest krachtige producent van organische stof op onze planeet.Ze voerden een ingewikkelde en belangrijke fotosynthese, die de vorming van glucose uit water, kooldioxide onder invloed van bijzondere stoffen - chlorofyl.Een bijproduct zuurstof, die de bron van leven voor alle aërobe levende wezens.

Redoxreacties, waarvan voorbeelden illustreren dit proces:

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

of

• kooldioxide + waterstof onder invloed van oxide pigment chlorofyl (enzym reactie) = monosaccharide + gratis moleculaire zuurstof.

ook, er zijn ook vertegenwoordigers van de biomassa van de planeet, die in staat zijn om de energie van chemische bindingen van anorganische verbindingen gebruiken.Zij chemotroof genoemd.Deze omvatten verschillende soorten bacteriën.Zo microorganismen waterstof, oxidatie van een substraatmolecuul in de grond.Het proces werkt als volgt: 2H2 + 02 = 2H20.

geschiedenis van de ontwikkeling van kennis over de biologische oxidatie

proces dat de energie ten grondslag ligt, is het vandaag bekend.Deze biologische oxidatie.Biochemie zoals onderzocht in detail de subtiliteiten van alle etappes en werkingsmechanismen dat bijna geen geheimen.Het was echter niet altijd.

eerste vermelding van die in levende wezens er complexe transformaties die de aard van chemische reacties waren ongeveer in de achttiende eeuw.Dat is toen Antoine Lavoisier, de beroemde Franse chemicus, richtte zijn aandacht op hoe vergelijkbare biologische oxidatie en verbranding.Hij volgde een ruwe baan geabsorbeerd door het inademen van zuurstof en geconcludeerd dat in het lichaam zijn er werkwijzen van oxidatie, maar langzamer dan de buitenkant van de verbranding van verschillende stoffen.Dat wil zeggen, de oxidator - zuurstofmoleculen - reageren met organische verbindingen, in het bijzonder met waterstof en koolstof daaruit en volledige omzetting, begeleid door ontleding van de verbindingen.

Hoewel deze veronderstelling is in wezen heel reëel, bleef obscure vele dingen.Bijvoorbeeld:

• keer soortgelijke processen, moeten de voorwaarden stromingsrichting identiek zijn, maar verloopt de oxidatie bij een lage lichaamstemperatuur;
• actie gaat niet gepaard met het vrijkomen van grote hoeveelheden warmte en er is geen vorming van de vlam;
• overlevenden zijn er ten minste 75-80% van het water, maar het neemt niet weg dat "brandende" voedingsstoffen in hen.

Om al deze vragen te beantwoorden en om te begrijpen wat er werkelijk is de biologische oxidatie, het duurde meer dan een jaar.

Er zijn verschillende theorieën die het belang van de werkwijze zuurstof en waterstof geïmpliceerd.De meest voorkomende en meest succesvolle waren:

• theorie Bach noemde peroxide;
• Palladin theorie, gebaseerd op dergelijk concept "chromogenen".

Later waren er vele wetenschappers in Rusland en andere landen, die geleidelijk maken aanvullingen en wijzigingen in de vraag wat is de biologische oxidatie.Biochemie van vandaag de dag, als gevolg van hun werk, kunt u vertellen over elk van de reactie proces.Onder de meest bekende namen op het gebied van onder meer het volgende:

• Mitchell;
• S. Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• Groen;
• Engelhardt;
• Kaylin en anderen.

soorten biologische oxidatie

Er zijn twee hoofdtypen van het proces, die zich voordoen in verschillende omstandigheden.Dus de meest voor bij vele soorten micro-organismen en schimmels manier converteren ontvangen eten - de anaërobe.Deze biologische oxidatie, die zonder zuurstof en zonder zijn betrokkenheid, in welke vorm wordt uitgevoerd.Deze voorwaarden zijn op plaatsen waar er geen toegang lucht: ondergronds, in rottende substraten, slib, klei, moerassen en zelfs in de ruimte.

Dit type van oxidatie heeft een andere naam - glycolyse.Hij is een van de fasen moeilijker en tijdrovend, maar energierijke proces - de omzetting of aërobe weefselademhaling.Dit is het tweede type proces.Het komt voor in alle levende wezens-aerobic heterotrophs, die zuurstof gebruiken voor de ademhaling.

Dus de volgende soorten biologische oxidatie.

1. glycolytisch anaërobe manier.Dit sluit de aanwezigheid van zuurstof nodig en eindigt met verschillende vormen van fermentatie.
2. weefsel ademhaling (oxidatieve fosforylering) of aërobe soorten.Het vereist de verplichte aanwezigheid van moleculaire zuurstof.

Acteurs

overgaan om zich rechtstreeks te overwegen om de functies die biologische oxidatie bevat.We definiëren de basische verbindingen en hun afkortingen, die verder worden gebruikt.

1. acetyl coenzyme A (acetyl-CoA) - condensatie van oxaalzuur en azijnzuur, co-enzym, dat wordt gevormd in de eerste stap van het tricarbonzuur cyclus.
2. Krebs-cyclus (citroenzuurcyclus, citroenzuur) - een reeks complexe opeenvolgende redox transformaties, vergezeld van het vrijkomen van energie, waterstofreductie, onderwijs belangrijk laagmoleculaire producten.Hij is de belangrijkste schakel katalyse en anabolisme.
3. over en * H - dehydrogenase enzym, staat voor nicotinamide.De tweede formule - een molecuul met een bijgevoegd waterstof.NADP - nikotinamidadenindinukletid fosfaat.
4. FAD en FAD * H - flavineadeninedinucleotide - co-enzym dehydrogenase.
5. ATP - adenosine trifosfaat.
6. STC - pyrodruivenzuur of pyruvaat.
7. succinaat of barnsteenzuur, H3PO4 - fosforzuur.
8. GTP - guanosine trifosfaat, een klasse van purinenucleotiden.
9. ETC - elektronen transportketen.
10. Enzymen proces: peroxidase, oxygenase, cytochroom oxidase, flavine dehydrogenase co-enzymen en diverse andere verbindingen.

Al deze verbindingen zijn direct betrokken bij de oxidatie proces dat plaatsvindt in de weefsels (cellen) van levende organismen.

stadia van biologische oxidatie: table

Het alle processen die de biologische oxidatie met zuurstof te begeleiden.Uiteraard zijn zij niet volledig beschreven, maar alleen in de natuur, voor een gedetailleerde beschrijving van een heel hoofdstuk van het boek nodig.Al de biochemische processen van levende organismen is zeer veelzijdig en complex.

Redoxreacties van

Redoxreacties, waarvan voorbeelden worden geïllustreerd door de hierboven beschreven oxidatie van het substraat als volgt.

1. Glycolyse: monosaccharide (glucose) + + 2ADF 2NAD = 2PVK 2ATF + + 4H + + 2H2O NADH.
2. oxidatie van pyruvaat: STC = enzym + kooldioxide + acetaldehyde.Dan is de volgende stap: acetaldehyde + co-enzym A = acetyl-CoA.
3. set van opeenvolgende transformaties van citroenzuur in de citroenzuurcyclus.

Deze redox reacties, waarvan voorbeelden hierboven vermeld, weerspiegelen de essentie van de processen die alleen in algemene termen.Het is bekend dat de desbetreffende verbindingen behoren tot de hoog-moleculaire of een groot koolstofskelet, zo te verbeelden de complete formule is gewoon onmogelijk.

energieopbrengst van weefselademhaling

In de bovenstaande beschrijving is het duidelijk dat de totale productie van de oxidatie-energie te berekenen is eenvoudig.

1. twee moleculen van ATP geeft glycolyse.
2. oxidatie van pyruvaat 12 ATP moleculen.
3. 22 moleculen valt op de citroenzuurcyclus.

Het resultaat: een volledig biologische oxidatie van aërobe manier geeft energie-output gelijk aan 36 moleculen van ATP.De waarde van de biologische oxidatie is duidelijk.Het is deze energie wordt door levende organismen leven en functioneren, alsmede warmen zijn lichaam, beweging en andere noodzakelijke dingen.

Anaerobe oxidatie van een substraat

tweede type biologische oxidatie - anaërobe.Dat is een die helemaal is uitgevoerd, maar die bepaalde micro-organismen stopt.Het glycolyse en het is hier dat de verschillen duidelijk te zien in de verdere omzetting van stoffen tussen aërobe en anaërobe.

stadia van de biologische oxidatie op deze manier zijn er weinig.

1. Glycolyse, namelijk de oxidatie van glucose moleculen pyruvaat.
2. gisting, leidt tot regeneratie van ATP.

Vergisting kan worden van verschillende soorten, afhankelijk van het organisme, de uitvoeringsbepalingen.

Melkzuur fermentatie wordt uitgevoerd door melkzuurbacteriën uitgevoerd, en sommige schimmels.Het punt is de STC herstellen melkzuur.Dit proces wordt gebruikt in de industrie te produceren:

• van zuivelproducten;
• ingelegde vruchten en groenten;
• kuilvoer voor de dieren.

Dit soort fermentatie is een van de meest gebruikte menselijke behoeften.

alcoholische gisting

bekende mensen met de meest oude tijden.De essentie van de werkwijze is het STC zetten in twee moleculen ethanol en twee kooldioxide.Door een dergelijke opbrengst van dit soort fermentatie gebruikt voor de productie:

• brood;
• wijn;
• bier;
• zoetwaren en anderen.

uitoefening van zijn paddestoel gist en bacteriële micro-organismen.

clostridia

Genoeg eng specifiek type van fermentatie.Uitgevoerd door bacteriën van het geslacht Clostridium.De bottom line is de omzetting van pyruvaat in de boterzuur dat voedsel geeft een onaangename geur en ranzige smaak.Daarom

bio-oxidatie reactie gaan op deze weg, is praktisch niet gebruikt in de industrie.Echter, deze bacteriën geënt zelf eten en kwaad, het verlagen van de kwaliteit ervan.