energia nie może istnieć bez żywej istoty.Dla każdej reakcji chemicznej, każdy proces wymaga jej obecności.Każda osoba, łatwo zrozumieć i czuć.Jeśli przez cały dzień, aby jeść, a następnie przez wieczór, a może i wcześniej, objawy zaczną zwiększone zmęczenie, osłabienie, siła znacznie spada.
Co za sposób różne organizmy przystosowały się do produkcji energii?Skąd to się bierze i jakie procesy zachodzą w tym samym czasie w klatce?Spróbuj zrozumieć ten artykuł.Organizmy produkcyjne
energii
Niezależnie od tego, nie ma energii konsumowane, podstawą zawsze leżą OVR (reakcje redoks).Przykłady obejmują różne.Równanie fotosyntezy, które niosą rośliny zielone i niektóre bakterie - również OVR.Oczywiście, proces będzie się różnić w zależności od tego, czy żywa istota jest przeznaczona.
Tak, wszystkie zwierzęta - jest heterotroficznych.Oznacza to, że organizmy te, które są w stanie utworzyć w gotowym do związków organicznych do dalszego rozszczepiania i uwalnianie energii chemicznej.
Rośliny, z drugiej strony, są najpotężniejszym producentem substancji organicznych na naszej planecie.Przeprowadzili skomplikowany i ważny proces zwany fotosyntezy, czyli tworzenia glukozy z wody, dwutlenku węgla pod wpływem substancji wydzielonych - chlorofilu.Produktem ubocznym jest tlen, który jest źródłem życia dla wszystkich żywych istot tlenowych.Reakcje
Redox, których przykłady ilustrują ten proces:
- 6CO2 + 6H2O = C6H10O6 + chlorofilu = 6O2;
lub
- dwutlenek węgla + wodoru pod wpływem chlorofilu pigmentu tlenku (reakcja enzymatyczna) = monosacharyd + wolnego tlenu cząsteczkowego.
Ponadto, istnieje również przedstawiciele biomasy planety, które są w stanie wykorzystać energię wiązań chemicznych związków nieorganicznych.Są one nazywane chemoautotrofy.Obejmują one wiele rodzajów bakterii.Na przykład, mikroorganizmy wodoru, utlenianie cząsteczki substratu w glebie.Proces ten przebiega w następujący sposób: 2H2 + 02 = 2H20.
historia rozwoju wiedzy na temat utleniania biologicznego
procesu, który jest podstawą energii, znana jest dzisiaj.Utlenianie biologiczne.Biochemii, jak szczegółowo zbadane subtelności wszystkie etapy i mechanizmy działania, że prawie nie ma tajemnic.Jednak nie zawsze.
Pierwsze wzmianki o tym istot żywych są złożone przekształcenia, które mają charakter reakcji chemicznej, były mniej więcej w XVIII.To wtedy Antoine Lavoisier, słynny francuski chemik, zwrócił uwagę na to, jak podobne Biologiczne utlenianie i spalanie.Że następnie surowca drogą pochłaniana przez oddychanie tlenu i stwierdził, że wewnątrz korpusu są procesy utleniania, ale wolniej niż na zewnątrz spalania z różnymi substancjami.Oznacza to, że utleniacz - cząsteczki tlenu - reagujące ze związkami organicznymi, a zwłaszcza z grupy obejmującej atom wodoru i węgla z nich, a także do przekształcenia, wraz z rozkładem związków.
Jednak, choć to założenie jest zasadniczo całkiem realne, pozostaje niejasne wiele rzeczy.Na przykład
- razy podobnych procesów, warunki przepływu powinny być identyczne, ale utlenianie przebiega w niskiej temperaturze ciała;Działanie
- nie towarzyszy uwalnianie ogromne ilości ciepła i nie jest powstawanie płomienia;Ocaleni
- istnieją co najmniej 75-80% z wody, ale to nie przeszkadza "Burning" składniki odżywcze w nich.
Aby odpowiedzieć na te wszystkie pytania i zrozumieć, co tak naprawdę jest utlenianie biologiczne, zajęło ponad rok.
Istnieją różne teorie implikowane znaczenie procesu tlenu i wodoru.Najczęstszym i najbardziej udane były:
- teoria Bach nazywa nadtlenku;Teoria
- Palladin, na podstawie takiego pojęcia jak "chromogenów".
Później było wielu naukowców w Rosji i innych krajach, które stopniowo sprawiają, uzupełnień i zmian na pytanie, co to jest utlenianie biologiczne.Biochemia dziś, ze względu na ich pracę, może powiedzieć o każdym z procesu reakcji.Wśród najbardziej znanych nazwisk w tej dziedzinie obejmują:
- Mitchell;
- S. Severin;
- Warburg;
- Wirginia Belitser;
- Lehninger;
- VP Skulachev;
- Krebs;
- Zielony;
- Engelhardt;
- Kaylin i inni.Rodzaje
utleniania biologicznego
Istnieją dwa główne rodzaje tego procesu, które występują w różnych warunkach.Tak więc najczęściej w wielu gatunków mikroorganizmów i grzybów sposób przekonwertować otrzymał jedzenie - beztlenowej.Utlenianie biologiczne, które przeprowadza się bez tlenu i bez jego udział w dowolnej postaci.Warunki te są w miejscach, gdzie nie ma dostępu powietrza: podziemnych, w gnijących podłoży, iły, gliny, bagna, a nawet w kosmosie.
Ten typ utleniania ma inną nazwę - glikolizy.On jest jednym z etapów bardziej trudne i czasochłonne, ale bogatych w energię Proces - konwersja lub aerobik oddychania tkankowego.Jest to drugi typ procesu.Występuje we wszystkich żywych istot-tlenowe heterotrofów, które wykorzystują tlen do oddychania.
Zatem, następujące typy utlenianiem biologicznym.
- glikolityczne beztlenowe sposób.Nie wymagają obecności tlenu, a kończy się z różnymi formami fermentacji.
- oddychania tkankowego (fosforylacja oksydacyjna) lub gatunków tlenowych.Wymaga to obowiązkowe obecności tlenu cząsteczkowego.
Aktorzy
przejść do rozważenia się bezpośrednio do funkcji, które zawiera utleniania biologicznego.Definiujemy podstawowe związki i ich skróty, które nadal będą stosowane.
- acetylokoenzymu A (acetylo-CoA) - kondensację kwasu szczawiowego i kwasu octowego, koenzym, który jest wykonany w pierwszym kroku cyklu kwasów trikarboksylowych.Cykl
- Krebsa (cykl kwasu cytrynowego, kwasu cytrynowego) - seria złożonych kolejnych przemian redoks, wraz z uwolnieniem energii, redukcji wodorem, wykształcenie jest ważne produkty o niskiej masie cząsteczkowej.On jest głównym ogniwem katalizy i anabolizm.
- kółko * H - enzymu dehydrogenazy, oznacza nikotynamid.Drugi wzór - cząsteczka z dołączonym wodoru.NADP - nikotinamidadenindinukletid fosforanu.
- FAD i wydajność * H - dwunukleotydu flawinowy - koenzym dehydrogenazy.
- ATP - adenozynotrójfosforanu.
- STC - kwas pirogronowy lub pirogronian. bursztynian
- lub kwas bursztynowy, H3PO4 - kwas fosforowy.
- GTP - guanozyno trifosforan, klasa nukleotydów purynowych.
- ETC - elektronów łańcucha transportowego. Proces
- Enzymy: peroksydaza, oksygenazy, oksydazy cytochromu, koenzymów dehydrogenazy flawinowy i różne inne związki.
Wszystkie te związki są bezpośrednio zaangażowane w procesie utleniania, który występuje w tkankach (komórek) w organizmach żywych.Etapy
utleniania biologicznego: stół
| Etap | Procesy i wartość |
| Glikoliza | Istota procesu polega na beztlenowego rozkładu cukrów prostych, które poprzedza proces oddychania komórkowego i towarzyszy uwolnienie energii, w wysokości dwóch cząsteczek ATP.Produkowany jest również pirogronian.Jest to pierwszy krok dla każdego żywego organizmu heterotroficznych.Wartość w formacji z PCW, która jest dostarczana do mitochondriów cristae i substrat tkankowego tlenu przez utlenianie.W anaerobowej glikolizy wystąpić po fermentacji różnych typów. |
| utlenianie pirogronianu | Ten proces jest konwersja STC powstaje podczas glikolizy do acetylo-CoA.Jest ono prowadzone przez wyspecjalizowaną kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej enzymu.Wynik - cząsteczki cetylowy-CoA, które wejdą w cyklu Krebsa.Ten sam proces odbywa się przywrócenie NAD do NADH.Miejsce lokalizacji - mitochondria Crista. |
| Decay beta kwasy tłuszczowe | Ten proces odbywa się równolegle z poprzednimi mitochondriów Christie.Jej istotą jest zawracanie wszystkich kwasów tłuszczowych do acetylo-CoA i umieścić je w cyklu kwasu cytrynowego.To także odzyskuje NADH.Cykl |
| Krebs | rozpoczyna się konwersji acetylo-CoA z kwasem cytrynowym, który poddaje się dalszym przekształceniom.Jednym z najważniejszych etapów, które obejmują utlenianie biologiczne.Kwas ten poddaje się obróbce:
każdy proces przeprowadza się wielokrotnie.Wynik: GTP, dwutlenek węgla, zmniejszenie NADH forma i FADN2.Ten biologiczny enzymy utleniające są swobodnie się do cząsteczek macierzy mitochondrialnej. |
| Fosforylacja oksydacyjna | Jest to ostatni etap przekształcania związków w organizmach eukariotycznych.Ten zamienia ADP do ATP.Wymagana do tego energia pobierana przez utlenienie cząsteczki NADH i FADN2, które powstały w poprzednim etapie.Kolejnymi przejściami itp i zmniejszenia możliwości wystąpienia Wnioski obligacje energetyczne energii ATP. |
on wszystkie procesy, które towarzyszą biologicznego utleniania z udziałem tlenu.Oczywiście, nie są one w pełni opisane, ale tylko w przyrodzie, szczegółowy opis trzeba cały rozdziałem książki.Wszystkie procesy biochemiczne organizmów żywych jest bardzo wieloaspektowe i złożone.Reakcje
redoks reakcji
redoks, których przykłady są zilustrowane przez wyżej opisane utlenianie podłoża jak następuje.
- Glikoliza: monosacharydem (glukoza) + 2ADF 2NAD = 2PVK 2ATF + 4H + + 2H2O NADH.
- utlenianie pirogronianu: STC = enzym + dwutlenek węgla + aldehyd octowy.Następnym krokiem: aldehyd octowy + koenzymu A = acetylo-CoA.
- zestaw kolejnych przemian kwasu cytrynowego w cyklu Krebsa.
Te reakcje redoks, których przykłady wymienione są powyżej, odzwierciedlają istotę procesów zachodzących jedynie w ogólnym zarysie.Wiadomo, że związki te należą do dużej masie cząsteczkowej lub o dużej szkieletu węglowego, tak aby przedstawić wszystkie pełna receptura jest po prostu niemożliwe.
Wydajność energetyczna oddychania tkankowego
W powyższym opisie, jest oczywiste, że aby obliczyć całkowitą moc całej energii utleniania jest prosta.
- dwie cząsteczki ATP daje glikolizy.
- utlenianie cząsteczek ATP pirogronian 12.
- 22 cząsteczek mieści się w cyklu kwasu cytrynowego.
Efekt: pełne utlenianie biologiczne drodze tlenowej daje wydajność energetyczną równą 36 cząsteczek ATP.Wartość utleniania biologicznego jest oczywiste.To właśnie ta energia jest wykorzystywana przez organizmy żywe, aby żyć i funkcjonować, a także do ogrzania jego ciało, ruch i inne niezbędne rzeczy.
beztlenowa utlenianie substratu
drugiego typu biologicznego utleniania - beztlenowe.To jest taki, który przeprowadza się w ogóle, ale który zatrzymuje niektórych rodzajów mikroorganizmów.To glikolizy, i to jest tutaj, że różnice są wyraźnie widoczne w dalszej transformacji substancji między tlenowych i beztlenowych.Etapy
utleniania biologicznego w ten sposób są nieliczne.
- Glikoliza, czyli utlenianie cząsteczek glukozy pirogronianu.
- fermentacja, prowadząca do regeneracji ATP.
fermentacji mogą być różnych typów, w zależności od organizmu, do jej realizacji.
mlekowy Fermentacja przeprowadza się przez bakterie kwasu mlekowego i niektórym grzybom.Chodzi o to, aby przywrócić STC do kwasu mlekowego.Proces ten jest stosowany w przemyśle do produkcji:
- produktów mleczarskich;
- marynowane owoce i warzywa;
- kiszonki dla zwierząt.
Ten rodzaj fermentacji jest jednym z najczęściej stosowanych na potrzeby człowieka.
fermentacja alkoholowa
znane osoby z najdawniejszych czasów.Istotą procesu jest konwersja STC na dwie cząsteczki etanolu i dwa dwutlenku węgla.Ze względu na taką wydajność tego typu zastosowanej fermentacji w celu:
- chleba;Wina
- ;
- piwo;
- cukiernicze i inne.
wykonywania jego drożdże grzyby i mikroorganizmy bakteryjne.
Clostridium
Dość wąsko specyficzny rodzaj fermentacji.Realizowane przez bakterie z rodzaju Clostridium.Najważniejsze jest to konwersja pirogronianu do kwasu masłowego, który karmi nieprzyjemny zapach i zjełczały smak.Dlatego
biooxidation reakcja będzie na tej drodze, nie jest praktycznie stosowane w przemyśle.Jednak te bakterie szczepi sobie jedzenie i szkody, obniżenie ich jakości.
