Oksidimi biologjik. Reagimet Redox: Shembuj

Pa energji nuk mund të ekzistojë një qenie të vetme të gjallë. Pas të gjitha, çdo reaksion kimik, çdo proces të kërkojë praninë e saj. Çdo person mund të lehtë të kuptojnë atë dhe të ndjehen atë. Nëse gjithë ditën për të ngrënë ushqim, atëherë deri në mbrëmje, dhe ndoshta më parë, rritja e simptomat lodhje të fillojë, dobësi, forca reduktuar në masë të madhe.

Si, atëherë, organizmat e mënyra të ndryshme janë përshtatur për prodhimin e energjisë? Ku ka ardhur nga ajo dhe çfarë procese ndodhin në të njëjtën kohë brenda në kafaz? Mundohuni të kuptoni këtë artikull.

Marrja e organizmave të energjisë

Cilado mënyrë nuk ka energji të konsumuar, baza gjithmonë qëndrojnë OVR (reaksione Redox). Shembujt janë të ndryshme. Ekuacioni i fotosintezës, i cili është kryer nga bimëve të gjelbra dhe disa baktereve - ajo është edhe OVR. Natyrisht, procesi do të jenë të ndryshme në varësi të asaj lloj i një qenieje të gjallë është menduar.

Pra, të gjitha kafshët - kjo heterotrophs. Dmth organizma të tilla që nuk janë të aftë vetëm për të formuar brenda vetes gati për komponimet organike të mëtejshme dhe lirimin e ndarjes së tyre energjinë e lidhjeve kimike.

Bimët, në anën tjetër, janë prodhuesi më i fuqishëm i lëndës organike në planetin tonë. Ata kryejnë një proces kompleks dhe i rëndësishëm që quhet fotosintezë, që është formimi i glukozës nga uji, dioksidi i karbonit nën ndikimin e substancave të veçanta - klorofil. Një nga-produkt është oksigjen, i cili është burimi i jetës për të gjitha qeniet aerobe gjalla.

Reagimet Redox, shembujt e të cilave janë të ilustruara në këtë proces:

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

ose

• dioksid karboni + oksid hidrogjen nën efektin e pigment klorofil (reaksionit enzimë) + = oksigjen monosakaride lira molekulare.

Gjithashtu, ka edhe përfaqësues të biomasës të planetit të cilët janë në gjendje të përdorin energjinë e bonove kimike të komponimeve inorganike. Ata janë quajtur chemotroph. Këto përfshijnë shumë lloje të baktereve. Për shembull, mikroorganizmave janë hidrogjen, oksidimin një molekulë substrate në tokë. Procesi ndodh sipas formulës: 2H ₂ 0 ₂ = 2H ₂ 0.

Historia e zhvillimit të njohurive mbi oksidimit biologjik

Procesi që është baza e energjisë, ajo është e njohur sot. Kjo oksidimi biologjike. Biokimi si një studim të hollësishëm të detajeve dhe mekanizmat e hapave të veprimit që riddles zhdukur pothuajse. Megjithatë, kjo nuk ishte gjithmonë.

Përmendja e parë e faktit se brenda qeniet e gjalla duke kaluar nëpër transformime komplekse, të cilat janë nga natyra e reaksioneve kimike, ka pasur afërsisht në shekullin e XVIII. Ajo ishte në këtë kohë, Antuan Lavuaze, i famshëm kimist francez, e ktheu vëmendjen e tij në mënyrë të ngjashme për të oksidimit biologjik dhe djegies. Ai pasoi rrugën shembullore kur frymëmarrjes oksigjen absorbohet dhe arriti në përfundimin se ndodhin brenda trupit të proceseve oksidimi, por më ngadalë se jashtë gjatë djegies së substancave të ndryshme. Që është, oksidues - molekulat e oksigjenit - duke reaguar me një përbërje organike, dhe sidomos me hidrogjen dhe karbon prej tyre, dhe konvertimin e plotë, i shoqëruar nga dekompozimi i komponimeve.

Megjithatë, edhe pse ky supozim është në thelb mjaft e vërtetë, ajo mbeti errësojnë shumë gjëra. Për shembull:

• Proceset kohë janë të ngjashme, dhe kushtet e rrjedhës duhet të jenë identike, por oksidimi vazhdon në një temperaturë të ulët trupore;
• veprim është i shoqëruar nga lirimin sasi e madhe e energjisë për ngrohje dhe formimin flaka bëhet;
• në qeniet e gjalla jo më pak se 75-80% të ujit, por kjo nuk e pengon "djegur" ushqyesve në to.

Për t'iu përgjigjur të gjitha këto pyetje dhe për të kuptuar se çfarë me të vërtetë është oksidimi biologjike, nevojiten më shumë se një vit.

Ka teori të ndryshme të cilat nënkuptuar rëndësinë e procesit të oksigjenit dhe hidrogjenit. Më të zakonshme dhe më të suksesshme ishin:

• Teoria e Bahut, të quajtur peroksid;
• Teoria Palladin-së, bazuar në një koncept të tillë si "chromogens".

Më vonë ka qenë shumë shkencëtarë në Rusi dhe vendet e tjera të botës, të cilat gradualisht e bëjnë shtesa dhe ndryshime në pyetjen se çfarë është oksidimi biologjike. Biokimi e sotme, për shkak të punës së tyre, mund të ju tregojnë për secilën prej procesit të reagimit. Ndër emrat më të famshëm në këtë fushë janë:

• Mitchell;
• SV Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• e gjelbër;
• V. A. Engelgardt;
• Kaylin dhe të tjerët.

Llojet e oksidimit biologjik

Dy lloje themelore mund të dallohen e procesit që të mbahet në kushte të ndryshme. Kështu, më të zakonshme në shumë lloje të mikroorganizmave dhe kërpudhave mënyrë për të kthyer në ushqimin rezulton - anaerobe. Kjo oksidimi biologjike, e cila është kryer pa oksigjen dhe pa përfshirjen e tij në çdo formë. Kushte të tilla janë krijuar në vendet ku nuk ka qasje të ajrit: nëntokësore, kalbur substrate, argjila, argjila, moçale dhe madje edhe në hapësirë.

Ky lloj i oksidimit ka një emër tjetër - Glikoliza. Ajo është gjithashtu një nga hapat e një procesi më i komplikuar dhe koha-konsumojnë, por energjike pasur - konvertimin e frymëmarrje aerobic apo indeve. Ky është lloji i dytë i procesit. Kjo ndodh në të gjitha qenieve të gjalla-heterotrophs aerobe, të cilat i përdorin oksigjen për frymëmarrje.

Kështu, këto lloje të oksidimit biologjik.

1. Glikoliza, rruga anaerobe. Ajo nuk kërkon praninë e oksigjenit dhe përfundon me forma të ndryshme të fermentimit.
2. Ind frymemarrjes (oksidativ fosforilimi), ose tipi aerobik. Ajo kërkon praninë e detyrueshme të oksigjenit molekular.

aktorët

Ne tani e konsiderojnë veten drejtpërdrejt karakteristika që përmban oksidimi biologjike. Definimi i komponimeve themelore dhe shkurtesave të tyre, të cilat do të vazhdojnë të përdorin.

1. Acetil koenzima A (acetil-CoA) - kondensimi i oksalik dhe acidit acetik, coenzyme, e cila është formuar në hapin e parë të ciklit të acidit trikarboksilik.
2. cikël Krebs (cikli acid citrik, acid trikarboksilik) - një numër i transformimeve njëpasnjëshme Redox komplekse përfshijnë lirimin e energjisë, reduktimit hidrogjen, formimin e produkteve të rëndësishme me peshë të ulët molekulare. Kjo është catalyze kryesor link dhe anabolism.
3. NAD dhe NAD * H - enzimë dehidrogjenazë, dinukleotidi nikotinamid adenine qëndron. Formula dytë - një molekulë me një hidrogjen bashkangjitur. NADP - fosfat nikotinamidadenindinukletid.
4. FAD dhe FAD * H - Flavin adenin dinukleotidi - dehidrogjenazë coenzyme.
5. ATP - triphosphate adenosine.
6. PVK - acid pyruvic ose piruvate.
7. Suçinate ose acid sucinik, H ₃ PO ₄ - acid fosforik.
8. GTP - triphosphate guanosine, një klasë e nukleotideve purine.
9. Etj - zinxhir transporti elektron.
10. Enzimat proces: peroksidaset, oxygenase, citokrom oksidazë, Flavin dehidrogjenazë, Coenzymes ndryshme dhe komponimet e tjera.

Gjitha këto komponimet janë përfshirë direkt në procesin e oksidimit që ndodh në indet (qelizat) e organizmave gjalla.

Faza e oksidimit biologjik: Tabela

Këto janë të gjitha proceset që shoqërojnë oksidimi biologjik përfshin oksigjen. Natyrisht, ata nuk janë përshkruar plotësisht, por vetëm në natyrë, si për një përshkrim të detajuar të duhet një kapitull të tërë të librit. Të gjitha proceset biokimike e organizmave të gjallë është shumë e multi-faceted dhe komplekse.

proces reagimi redoks

Reagimet Redox, shembujt e të cilave janë të ilustruara proceset oksidimi substrate të përshkruara më sipër janë si më poshtë.

1. Glikoliza: monosakaride (glukozë) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ O ₂ + 2H + NADH.
2. Oksidimin e piruvate: enzimë = STC + dioksid karboni + acetaldehyde. Atëherë vijon hap: acetaldehyde + coenzyme A = acetil-CoA.
3. A moria e transformimeve sekuenciale të acidit citrik në ciklin Krebsit.

Këto reagime Redox ilustruar më sipër, pasqyrojnë thelbin e proceseve vetëm në terma të përgjithshme. Është e njohur se komponimet në fjalë kanë të bëjnë me një macromolecular ose të paturit e një skelet të madhe të karbonit, kështu që për të portretizuar gjithë formula e plotë nuk është vetëm e mundur.

Prodhimi energjia e frymëmarrjes indeve

Sipas përshkrimit të mësipërm është e qartë se për të llogaritur prodhimi i përgjithshëm i të gjithë energjinë e oksidimit është e lehtë.

1. Dy molekula të ATP jep Glikoliza.
2. Oksidimi i Pyruvate 12 molekula ATP.
3. 22 llogari molekulë për ciklin acid trikarboksilik.

Subtotal: përgjithshme oksidimi aerobik biologjik nga rruga jep japin energji të barabartë me 36 molekulave të ATP. Kuptimi biooxidation qartë. Është kjo energji përdoret nga organizmat për të jetuar dhe funksionin e jetesës, si dhe të ngrohtë trupin e tij, lëvizjen dhe gjëra të tjera të nevojshme.

oksidimi substrati anaerobe

Lloji i dytë i oksidimit biologjik - e anaerobe. Ky është ai që është kryer në të gjitha, por që ndalon lloje të caktuara të mikroorganizmave. Ajo Glikoliza, dhe ajo është këtu që dallimet shihen qartë në konvertimin e ardhshëm të substancave në mes të aerobe dhe anaerobe.

Biologjike oksidimi hap këtë mënyrë shumta.

1. Glikoliza, përkatësisht oksidimi i molekulave të glukozës në piruvatin.
2. Fermentimi, duke çuar në rigjenerimin e ATP.

Fermentimi mund të jenë të llojeve të ndryshme, në varësi të organizmit, në zbatim të tij.

fermentimi laktik

Kryhet nga bakteriet e acidit laktik dhe disa kërpudhave. Esenca është rivendosur PVC të acidit laktik. Ky proces është përdorur në industri për të prodhuar:

• Produktet e qumështit;
• perime dhe fruta turshi;
• silazh për kafshët.

Ky lloj i fermentimit është një nga më të përdorur në nevojat njerëzore.

fermentimi alkoolik

njerëz të njohur nga kohët më të lashta. Esenca e proces është kthyer STC në dy molekulat e etanol dhe dy dyoksid karboni. Nëpërmjet këtij produkti dalje, ky lloj i fermentimit përdoret për të prodhuar:

• bukë;
• verë;
• birrë;
• ëmbëltore dhe gjëra të tjera.

Kryejë maja e tij kërpudha dhe mikroorganizmave bakteriale.

butyric fermentimi acid

Mjafton lloj ngushtë të veçantë të fermentimit. Kryhen bakteret të gjinisë Clostridium. Thelbi konsiston në konvertimin e Pyruvate në acid butirik, kumton aroma e ushqimit dhe shije prishur.

Prandaj reagimi biooxidation ndodh në këtë rrugë, është përdorur praktikisht në industrinë. Megjithatë, këto baktere janë ushqime të vetë-seeded dhe dëmi, uljen e cilësisë së tyre.