Կենսաբանական օքսիդացում. Redox ռեակցիաներ: Օրինակներ

Առանց էներգիայի չի կարող գոյություն ունենալ մի կենդանի էակի: Ի վերջո, ամեն քիմիական ռեակցիա, որեւէ գործընթաց պահանջում է իր ներկայությունը: Ցանկացած անձ կարող է հեշտությամբ հասկանալ այն եւ զգալ այն: Եթե ամբողջ օրը է ուտել ուտելիք, ապա երեկոյան, եւ, թերեւս, ավելի վաղ, ավելացել հոգնածության ախտանշանները սկսում, թուլություն, ուժ մեծապես նվազել է:

Ինչպես, ապա, ճանապարհը տարբեր օրգանիզմների հարմարվել էներգիայի արտադրության: Որտեղ է այն գալիս եւ ինչ գործընթացներ տեղի են ունենում, միեւնույն ժամանակ, ներսում վանդակի. Փորձում են հասկանալ, թե այս հոդվածը:

Ձեռք բերելու էներգետիկ օրգանիզմների

Որն այդպես ոչ էներգիա սպառվում, հիմքը միշտ ստում OVR (Redox ռեակցիաներ): Օրինակներ տարբեր են: հավասարումը ֆոտոսինթեզի, որն իրականացվում է կանաչ բույսերի եւ որոշ բակտերիաների - դա նաեւ OVR: Բնականաբար, այդ գործընթացը կլինի տարբեր `կախված, թե ինչպիսի կենդանի էակ է նշանակում:

Այնպես որ, բոլոր կենդանիները, դա heterotrophs: Այսինքն, այնպիսի օրգանիզմների որոնք ի վիճակի չեն միայնակ ձեւավորել շրջանակներում ինքը պատրաստ է հետագա օրգանական միացությունների եւ դրանց հերձում ազատ արձակման էներգիան քիմիական պարտատոմսերի:

Բույսեր, մյուս կողմից էլ, առավել հզոր արտադրողը օրգանական հարցում մեր մոլորակի. Նրանք իրականացնում է համալիր եւ կարեւոր գործընթաց, որը կոչվում է ֆոտոսինթեզ, որը հանդիսանում է ձեւավորումն գլյուկոզայի ից ջրի, ածխածնի երկօքսիդի ազդեցության տակ հատուկ նյութերի - քլորոֆիլ. A առ արտադրատեսակը թթվածին, որը հանդիսանում է կյանքի աղբյուր է բոլոր aerobic կենդանի էակների.

Redox ռեակցիաներ, որոնցից են նկարազարդ է այդ գործընթացում:

• 6CO ₂ + 6H ₂ O = քլորոֆիլ = C ₆ H ₁₀ O ₆ + 6o _2;

կամ

• ածխածնի երկօքսիդի + ջրածնի օքսիդ ազդեցության տակ է ԳՈՒՆԱՆՅՈՒԹԵՐԻ քլորոֆիլ (enzyme ռեակցիա) + = monosaccharide անվճար մոլեկուլային թթվածին.

Բացի այդ, կան նաեւ ներկայացուցիչներ biomass է մոլորակի, ով ի վիճակի է օգտագործել էներգիան քիմիական պարտատոմսերի անօրգանական միացությունների. Նրանք կոչվում են chemotroph: Դրանք ներառում են բազմաթիվ տեսակի բակտերիաների. Օրինակ, միկրոօրգանիզմների են ջրածնի, օքսիդացնող է substrate մոլեկուլ է հողում: Այդ գործընթացը տեղի է ունենում, ըստ բանաձեւով: 2H ₂ 0 ₂ = 2H ₂ 0:

Պատմությունը զարգացման գիտելիքների մասին կենսաբանական օքսիդացման

Այդ գործընթացը, որ հիմքն է էներգիայի, հայտնի է, այսօր. Այս կենսաբանական օքսիդացում. Բիոքիմիա որպես մանրամասն ուսումնասիրության մանրամասները եւ մեխանիզմների գործողությունների քայլերի, որոնք հանելուկներով գրեթե գնացել. Սակայն, դա չի եղել միշտ.

Առաջին հիշատակումը այն փաստը, որ ներսում կենդանի էակները ենթարկվում բարդ վերափոխումները, որոնք ըստ բնույթի քիմիական ռեակցիաների, կային մոտավորապես XVIII դարում: Հենց այս ժամանակ, Անտուան Lavuaze, հայտնի ֆրանսիացի քիմիկոս, դիմել է իր ուշադրությունը դեպ նման է կենսաբանական օքսիդացում եւ այրման: Նա հետեւեց օրինակելի ուղի, երբ շնչում թթվածին կլանել, եւ եզրակացրել են, որ տեղի են ունենում շրջանակներում մարմնի օքսիդացման պրոցեսների, բայց ավելի դանդաղ, քան դրսից ժամանակ այրման տարբեր նյութերի. Այսինքն, oxidizer - թթվածնի մոլեկուլները - են արձագանքել օրգանական միացությունների, եւ մասնավորապես, ջրածին եւ ածխածնի նրանց, եւ ամբողջական դարձի ուղեկցությամբ տարրալուծման միացությունների.

Սակայն, չնայած այս ենթադրությունը, ըստ էության, բավականին իրական է, այն մնացել է մթագնում շատ բաներ: Օրինակ `

• անգամ գործընթացները նման են, եւ պայմանները հոսքի պետք է նույնական, բայց օքսիդացում ելնում է ցածր մարմնի ջերմաստիճանի,
• ակցիան ուղեկցվում է ազատ արձակել հսկայական գումարների ջերմային էներգիայի եւ Ֆլեյմի ձեւավորման տեղի է ունենում.
• ի կենդանի էակները ոչ պակաս, քան 75-80% ջրի, սակայն դա չի խանգարում «այրվում» nutrients է նրանց:

Է պատասխանել այդ հարցերին եւ հասկանալ, թե ինչ է իրականում է կենսաբանական օքսիդացում, անհրաժեշտ է ավելի քան մեկ տարի:

Կան տարբեր տեսություններ, որոնք ենթադրում կարեւորել է գործընթացի թթվածնի եւ ջրածնի. Առավել տարածված եւ առավել հաջող էին:

• Բախի տեսությունը, որը կոչվում է պերօքսիդ.
• Palladin ի տեսությունը, որը հիմնված է նման հայեցակարգի, ինչպես նաեւ «chromogens»:

Ավելի ուշ կային բազմաթիվ գիտնականներ Ռուսաստանում եւ այլ երկրներում, որոնք աստիճանաբար դարձնել լրացումներ եւ փոփոխություններ է այն հարցին, թե ինչ է կենսաբանական օքսիդացում. Կենսաքիմիայի այսօր, քանի որ իրենց աշխատանքի, կարող եմ ձեզ ասել, յուրաքանչյուրի արձագանքման գործընթացի: Առավել հայտնի անունների Այս ոլորտում հետեւյալն են:

• Mitchell;
• SV Սեւերինը;
• Վարբուրգ;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• կանաչ,
• Վ Ա. Engelgardt.
• Kaylin եւ ուրիշներ:

Տեսակները կենսաբանական օքսիդացման

Երկու հիմնական տեսակները կարող են տարբերակվել է գործընթացի, որը տեղի է ունենում են տարբեր պայմաններում: Այսպիսով, առավել տարածված է բազմաթիվ տեսակների միկրոօրգանիզմների եւ fungi կերպ է փոխարկել առաջացող սնունդ - Անաէրոբ: Այս կենսաբանական օքսիդացում, որն իրականացվում է առանց թթվածնի եւ առանց նրա մասնակցության որեւէ ձեւով: Նման պայմաններ ստեղծվում են այն վայրերում, որտեղ չկա օդ մուտք: ստորգետնյա, քայքայող Substrata, silts, clays, ճահիճների եւ նույնիսկ տիեզերքում.

Այս տեսակի օքսիդացման ունի մեկ այլ անուն - Glycolysis. Դա նաեւ քայլերից մեկն ավելի բարդ է եւ ժամանակատար, բայց եռանդով հարուստ գործընթացի վերափոխում aerobic կամ հյուսվածքի շնչառության. Սա երկրորդ տեսակը գործընթացի: Այն տեղի է ունենում բոլոր աերոբ կենդանի էակները, heterotrophs, որոնք օգտագործում թթվածին է շնչառության.

Այսպիսով, այդ տեսակի կենսաբանական օքսիդացում.

1. Glycolysis, որ Անաէրոբ կամրջակ: Այն չի պահանջում ներկայությունը թթվածնի եւ ավարտվում տարբեր ձեւերի խմորում:
2. Հյուսվածքների շնչառություն (oxidative phosphorylation), կամ aerobic տեսակը: Այն պահանջում է պարտադիր ներկայությունը մոլեկուլային թթվածնի.

Դերեսաններ

Մենք հիմա իրենց համարում են ուղղակիորեն առանձնանում է, որ պարունակում է կենսաբանական օքսիդացում. Սահմանել հիմնական միացություններ եւ նրանց հապավումների, որը կշարունակի օգտագործել.

1. Acetyl կոֆերմենտը A (acetyl-COA) - խտացում թրթնջուկային թթու եւ քացախաթթվի, կոենզիմ, որը ձեւավորվում է առաջին քայլ tricarboxylic թթու ցիկլի.
2. Krebs ցիկլով (կիտրոնաթթու ցիկլը, tricarboxylic թթու), մի շարք հաջորդական բարդ օքսիդավերականգնման փոխակերպումների, որոնք ներառում են ազատ արձակել էներգիայի, ջրածնի նվազեցման, ձեւավորման կարեւոր ցածր մոլեկուլային քաշային արտադրանք. Դա է հիմնական օղակն հ եւ anabolism:
3. NAD եւ NAD * H - դեհիդրոգենազ enzyme, նիկոտինամիդ ադենին դինուկլեոտիդի կանգնած. Երկրորդը բանաձեւը մի մոլեկուլ կից ջրածնի. NADP - nikotinamidadenindinukletid ֆոսֆատ.
4. FAD եւ FAD * H - flavin ադենին-դինուկլեոտիդի - coenzyme դեհիդրոգենազ.
5. ATP - Adenosine triphosphate.
6. PVK - pyruvic թթու կամ pyruvate.
7. Succinate կամ succinic թթու, H ₃ PO ₄ - ֆոսֆորական թթու.
8. GTP - guanosine triphosphate, մի խավ purine ՆՈՒԿԼԵՈՏԻԴՆԵՐ.
9. ԳԹԿ - որ էլեկտրոն տրանսպորտային շղթա:
10. Enzymes գործընթացը: պերօքսիդազային, oxygenase, cytochrome օքսիդազ, flavin դեհիդրոգենազ, տարբեր կոֆերմենտներից եւ այլ միացություններ.

Բոլոր այդ միացություններ, որոնք ուղղակիորեն ներգրավված են գործընթացում օքսիդացման, որ տեղի է ունենում հյուսվածքների (բջիջների) կենդանի օրգանիզմների.

Փուլը կենսաբանական օքսիդացման: Աղյուսակ

Սրանք բոլոր գործընթացները, որոնք ուղեկցել են կենսաբանական օքսիդացում ընդգրկելով թթվածին: Բնականաբար, նրանք չեն ամբողջությամբ նկարագրված, բայց միայն բնության, քանի որ մանրակրկիտ նկարագրության համար անհրաժեշտ ամբողջ գլուխ գրքի: Բոլոր կենսաքիմիական գործընթացները կենդանի օրգանիզմների չափազանց բազմակողմանի եւ համալիր:

Redox արձագանքը գործընթացը

Redox ռեակցիաներ, որոնցից են պատկերազարդ մակերեւույթները օքսիդացման պրոցեսների վերոնշյալ հետեւյալն են.

1. Glycolysis: monosaccharide (գլյուկոզա) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ^+, ով ₂ + 2 ժ + ՆԱԴՆ:
2. Pyruvate օքսիդացում: enzyme = STC + ածխածնի երկօքսիդ + acetaldehyde: Ապա հաջորդ քայլը: acetaldehyde + կոֆերմենտը A = ացետիլէթանոլամին coa.
3. A բազմակարծությունը հաջորդական փոխակերպումների citric թթու է Krebs ցիկլի.

Այս Redox ռեակցիաներ օրինակն վերեւում, արտացոլում է էությունը գործընթացների միայն ընդհանուր գծերով. Հայտնի է, որ միացությունների հարցին առնչվում է կից կամ ունենալու է մեծ ածխածնի կմախք, այնպես է պատկերել այն ամենը ամբողջական բանաձեւ է պարզապես հնարավոր չէ:

Որ էներգետիկ արտադրանքը հյուսվածքները շնչառության

Ըստ վերոնշյալ նկարագրության, դա պարզ է, որ պետք է հաշվարկել ընդհանուր արտադրանքը բոլոր էներգիայի օքսիդացում է հեշտ.

1. Երկու մոլեկուլների ATP տալիս Glycolysis:
2. Օքսիդացում pyruvate 12 ATP մոլեկուլների.
3. 22 մոլեկուլ հաշիվը համար tricarboxylic թթու ցիկլի.

Subtotal: Ընդհանուր aerobic կենսաբանական օքսիդացման ճանապարհով տալիս էներգետիկ եկամտաբերությունը հավասար 36 մոլեկուլների ATP. Արժեքը `կենսաբանական օքսիդացման ակնհայտ է: Դա այդ էներգիան օգտագործվում է կենդանի օրգանիզմների, ապրելու եւ գործառույթը, ինչպես նաեւ ջերմ իր մարմինը, շարժում եւ այլ անհրաժեշտ բաներ.

Substrate Անաէրոբ օքսիդացում

Երկրորդ տեսակի կենսաբանական օքսիդացման - ի Անաէրոբ. Որ մեկն է, որ իրականացվում է բոլոր, բայց որը դադարում որոշակի տեսակի միկրոօրգանիզմների. Այն Glycolysis, եւ դա այն է, որ այստեղ տարբերությունները հստակորեն երեւում են ապագա փոխակերպման նյութերի միջեւ aerobic եւ Անաէրոբ:

Կենսաբանական օքսիդացում քայլ այս ճանապարհին բազմաթիվ.

1. Glycolysis, այսինքն օքսիդացում գլյուկոզի մոլեկուլների պիրուվատի.
2. Խմորում, հանգեցնելով վերածնում սերմանելու.

Խմորում կարող է լինել տարբեր տիպերի, կախված է օրգանիզմի, նրա իրականացնող:

կաթնաթթվային խմորումը

Կողմից իրականացվող կաթնաթթվային բակտերիաների եւ որոշ fungi. Էությունը այն է, որ վերականգնել ՊՎՔ lactic թթու. Այս գործընթացը, որն օգտագործվում է արդյունաբերության արտադրել:

• կաթնամթերք.
• թթու բանջարեղեն եւ միրգ,
• սիլոս կենդանիների համար.

Այս տեսակի խմորում մեկն է առավել օգտագործվում է մարդկային կարիքների.

ալկոհոլային խմորում

Հայտնի մարդիկ են հնագույն ժամանակներից: Էությունը գործընթացի է փոխարկել STC մեջ երկու մոլեկուլների էթանոլի եւ երկու ածխածնի երկօքսիդի. Միջոցով այս արտադրանքի ելքի, այս տիպի խմորում օգտագործվում է արտադրել:

• հաց,
• գինի;
• գարեջուր.
• հրուշակեղենի եւ այլ բաներ:

Իրականացնել իր սունկ խմորիչ եւ բակտերիալ միկրոօրգանիզմների.

ածխաթթու գազ խմորում

Բավարարի նեղ կոնկրետ տեսակի խմորում: Իրականացվում մանրէներ սեռ Clostridium: Էությունը այն է, որ փոխակերպման պիրուվատի մեջ butyric թթու դերի սննդի odors եւ նեխած համ.

Հետեւաբար biooxidation ռեակցիա շարունակվում է: Այս ճանապարհին, գործնականում օգտագործվում է արդյունաբերության. Սակայն, այդ մանրէներ են ինքնակառավարման seeded սննդի եւ վնաս, իջեցում դրանց որակը: