Ossidazzjoni Bijoloġika. Reazzjonijiet ossidazzjoni u tiċkin: Eżempji

Mingħajr enerġija ma jistax jeżisti ħliqa ħajja wieħed. Wara kollox, kull reazzjoni kimika, kwalunkwe proċess jirrekjedu l-preżenza tagħha. Kull persuna tista 'faċilment jifhmu u tħossha. Jekk il-jum kollu li jieklu ikel, imbagħad mill-għaxija, u forsi aktar kmieni, żieda sintomi għeja tibda, dgħjufija, saħħa mnaqqsa ħafna.

Kif, allura, l-organiżmi mod differenti adattati għall-produzzjoni ta 'enerġija? Fejn ma jiġu minn u liema proċessi jseħħu fl-istess ħin ġewwa l-gaġġa? Ipprova ifhem dan l-artikolu.

Ksib organiżmi enerġija

Liema mod l-ebda enerġija jiġu kkunsmati, il-bażi dejjem jinsabu OVR (reazzjonijiet redox). Eżempji huma differenti. ekwazzjoni ta 'fotosintesi, li hija mwettqa mill pjanti ħodor u xi batterja - huwa wkoll l-OVR. Naturalment, il-proċess se jkun differenti jiddependi fuq liema tip ta 'ħliqa ħajja huwa maħsub.

Allura, l-annimali kollha - huwa heterotrophs. Jiġifieri dawn l-organiżmi li mhumiex kapaċi waħdu biex jiffurmaw fi ħdanha stess lesta għall-komposti organiċi oħra u r-rilaxx qsim tagħhom l-enerġija ta 'bonds kimiċi.

Pjanti, min-naħa l-oħra, huma l-produtturi l-aktar qawwija ta 'materja organika fil-pjaneta tagħna. Huma jwettqu proċess kumpless u importanti imsejħa fotosintesi, li huwa l-formazzjoni ta 'glucose mill-ilma, dijossidu karboniku taħt l-influwenza ta' sustanzi speċjali - klorofilla. A prodott sekondarju huwa ossiġnu, li huwa s-sors tal-ħajja għall-bnedmin kollha għajxien aerobika.

Reazzjonijiet redox, li eżempji tagħhom huma illustrati fil-proċess:

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

jew

• dijossidu tal-karbonju + ossidu idroġenu taħt l-influwenza tal-klorofilla pigment (reazzjoni enzima) + = ossiġenu molekulari monosaccharide ħielsa.

Ukoll, hemm ukoll rappreżentanti tal-bijomassa tal-pjaneta li huma jistgħu jużaw l-enerġija ta 'bonds kimiċi ta' komposti inorganiċi. Dawn jissejħu chemotroph. Dawn jinkludu ħafna tipi ta 'batterji. Per eżempju, mikro-organiżmi huma idroġenu, ossidanti molekula sottostrat fil-ħamrija. Il-proċess iseħħ skond il-formula: 2H ₂ 0 ₂ = 2H ₂ 0.

L-istorja ta 'l-iżvilupp ta' għarfien dwar l-ossidazzjoni ta bijoloġiku

Il-proċess li tinsab fil-qalba ta 'enerġija, huwa magħruf illum. Dan ossidazzjoni bijoloġika. Bijokimika bħala studju dettaljat tad-dettalji u l-mekkaniżmi ta 'passi azzjoni li riddles kważi marret. Madankollu, ma kienx dejjem.

L-aċċenn ewwel tal-fatt li fi ħdan ħlejjaq ħajjin għaddejjin minn trasformazzjonijiet kumplessi, li huma min-natura ta 'reazzjonijiet kimiċi, kien hemm bejn wieħed u ieħor fis-seklu XVIII. Kien f'dan iż-żmien, Antuan Lavuaze,-ispiżjar Franċiż famuż, daru attenzjoni tiegħu għall-mod simili għal ossidazzjoni bijoloġiċi u l-kombustjoni. Huwa segwa triq eżemplari meta nifs ossiġnu assorbit u kkonkludiet li jseħħu fil-ġisem tal-proċessi ta 'ossidazzjoni, iżda aktar kajman milli l-barra matul il-kombustjoni ta' sustanzi differenti. Dan huwa, l-ossidant - molekuli ossiġnu - huma reazzjoni ta 'komposti organiċi, u partikolarment, bl-idroġenu u karbonju minnhom, u l-konverżjoni kompluta, flimkien dekompożizzjoni tal-komposti.

Madankollu, għalkemm din is-suppożizzjoni hija essenzjalment pjuttost reali, baqa joskuraw ħafna affarijiet. Per eżempju:

• proċessi time huma simili, u l-kondizzjonijiet ta 'fluss għandhom ikunu identiċi, iżda l-ossidazzjoni rikavat f'temperatura tal-ġisem baxx;
• azzjoni hija akkumpanjata bl-ammonti enormi ta 'rilaxx ta' enerġija tas-sħana u l-formazzjoni fjamma iseħħ;
• tal-persuni li jgħixu mhux inqas minn 75-80% tal-ilma, iżda ma jipprevjenix "ħruq" nutrijenti fihom.

Sabiex tingħata risposta għal dawn il-mistoqsijiet kollha u biex jifhmu dak li verament huwa l-ossidazzjoni bijoloġiċi, meħtieġa aktar minn sena.

Hemm teoriji differenti li implikaw l-importanza tal-proċess ta 'ossiġnu u l-idroġenu. L-aktar komuni u l-aktar ta 'suċċess kienu:

• teorija Bach, imsejħa perossidu;
• teorija Palladin, ibbażat fuq tali kunċett bħala "Chromogens".

Aktar tard kien hemm ħafna xjentisti fir-Russja u pajjiżi oħra tad-dinja, li gradwalment jagħmlu żidiet u bidliet fil-kwistjoni ta 'x'inhu l-ossidazzjoni bijoloġika. Bijokimika tal-lum, minħabba x-xogħol tagħhom, jista 'jgħidlek dwar kull wieħed mill-proċess reazzjoni. Fost l-ismijiet l-aktar famużi f'dan il-qasam huma dawn li ġejjin:

• Mitchell;
• SV Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• aħdar;
• V. A. Engelgardt;
• Kaylin u oħrajn.

Tipi ta 'ossidazzjoni bijoloġiċi

Żewġ tipi bażiċi jistgħu jiġu distinti mill-proċess li jsiru taħt kondizzjonijiet differenti. Għalhekk, l-aktar komuni f'ħafna speċi ta 'mikro-organiżmi u l-mod fungi biex jikkonvertu l-ikel li jirriżultaw - l anerobika. Dan ossidazzjoni bijoloġiċi, li hija mwettqa mingħajr l-ossiġenu u mingħajr l-involviment tiegħu fi kwalunkwe forma. Tali kundizzjonijiet huma maħluqa fil-postijiet fejn m'hemmx aċċess arja: taħt l-art, jitmermer sottostrat, silts, tafal, swamps u anke fl-ispazju.

Dan it-tip ta 'ossidazzjoni għandha isem ieħor - glycolysis. Hija wkoll waħda mill-passi ta 'proċess aktar ikkumplikat u l-ħin, iżda b'mod enerġetiku sinjuri - konverżjoni tal-respirazzjoni aerobika jew tessut. Dan huwa t-tieni tip tal-proċess. Dan iseħħ fil-għixien bnedmin-heterotrophs kollha aerobika, li jużaw ossiġnu għall-respirazzjoni.

Għalhekk, dawn it-tipi ta 'ossidazzjoni bijoloġika.

1. Glycolysis, il-passaġġ anerobika. Dan ma jeħtieġx il-preżenza ta 'ossiġenu u tispiċċa ma' forom differenti ta 'fermentazzjoni.
2. respirazzjoni tessut (fosforilazzjoni ossidattiv), jew it-tip aerobika. Din teħtieġ l-preżenza obbligatorja ta 'ossiġnu molekulari.

atturi

Aħna issa jqisu lilhom infushom direttament karatteristiċi li fiha l-ossidazzjoni bijoloġika. Iddefinixxi l-komposti bażiċi u l-abbrevjazzjonijiet tagħhom, li se jkomplu jużaw.

1. Acetyl coenzyme A (acetyl-CoA) - kondensazzjoni ta 'aċidu ossaliku u aċetiku, coenzyme, li hija ffurmata fl-ewwel pass taċ-ċiklu aċidu tricarboxylic.
2. ċiklu Krebs (ċiklu aċidu ċitriku, aċidu tricarboxylic) - numru ta 'trasformazzjonijiet konsekuttivi redox kumplessi li jinvolvu r-rilaxx ta' l-enerġija, it-tnaqqis idroġenu, il-formazzjoni ta 'prodotti baxxi importanti piż molekulari. Huwa l-jikkatalizza l-link prinċipali u anabolism.
3. NAD u NAD * H - enzima dehydrogenase, nicotinamide adenine dinucleotide phosphate stands. It-tieni formula - molekula ma 'idroġenu mehmuża. NADP - fosfat nikotinamidadenindinukletid.
4. FAD u FAD * H - flavin adenine dinucleotide - dehydrogenase coenzyme.
5. ATP - adenosina trifosfat.
6. PVK - aċidu piruvika jew pyruvate.
7. Suċċinat jew l-aċidu suċċiniku, H ₃ PO ₄ - aċidu fosforiku.
8. GTP - trifosfat guanosine, klassi ta 'nukleotidi purine.
9. ETC - il-katina tat-trasport elettron.
10. Enzimi proċess: perossidażi, oxygenase, oxidase ċitokroma, dehydrogenase flavin, coenzymes varji u komposti oħra.

Kollha dawn il-komposti huma involuti direttament fil-proċess ta 'ossidazzjoni li jseħħ fit-tessuti (ċelloli) ta' organiżmi ħajjin.

L-istadju ta 'ossidazzjoni bijoloġiku: Tabella

Dawn huma proċessi kollha li jakkumpanjaw l-ossidazzjoni bijoloġiku li jinvolvu ossiġnu. Naturalment, dawn mhumiex deskritti kompletament, iżda biss fin-natura, bħal deskrizzjoni dettaljata bżonn kapitolu kollu tal-ktieb. Il-proċessi bijokimiċi ta 'organiżmi ħajjin huwa estremament multidimensjonali u kumplessa.

proċess reazzjoni redox

Reazzjonijiet redox, li eżempji tagħhom huma illustrati proċessi ta 'ossidazzjoni sottostrat deskritti hawn fuq huma kif ġej.

1. Glycolysis: monosaccharide (glucose) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ _O2 + 2H + NADH.
2. Ossidazzjoni tal pyruvate: enzima = dijossidu tal-karbonju STC + + acetaldehyde. Imbagħad il-pass li jmiss: aċetaldeid + coenzyme A = acetyl-CoA reductase.
3. A pluralità ta 'trasformazzjonijiet sekwenzjali ta' aċidu ċitriku fiċ-ċiklu Krebs.

Dawn ir-reazzjonijiet redox eżemplifikati hawn fuq, jirriflettu l-essenza tal-proċessi biss f'termini ġenerali. Huwa magħruf li l-komposti in kwistjoni jirrelataw ma 'makromolekulari jew li jkollhom iskeletru karbonju kbira, hekk li jpinġu l-formula sħiħa hija biss mhux possibbli.

Il-produzzjoni ta 'enerġija ta' l-respirazzjoni tessut

Skont id-deskrizzjoni ta 'hawn fuq huwa ċar li biex jiġi kkalkulat il-produzzjoni totali ta' kollha tal-enerġija ta 'ossidazzjoni huwa faċli.

1. Żewġ molekuli ta 'ATP tagħti glycolysis.
2. Ossidazzjoni tal pyruvate 12 molekuli ATP.
3. 22 kont molekula għaċ-ċiklu aċidu tricarboxylic.

Total parzjali: ossidazzjoni bijoloġiċi aerobika totali permezz jagħti rendiment ta 'enerġija ugwali għal 36 molekuli ta' ATP. Tifsira biooxidation ovvji. Huwa din l-enerġija użata minn organiżmi li jgħixu u l-funzjoni ħajjin, kif ukoll li jsaħħnu ġisem tiegħu, il-moviment u affarijiet oħra meħtieġa.

ossidazzjoni anerobika Sottostrat

It-tieni tip ta 'ossidazzjoni bijoloġiċi - il-anerobika. Dan huwa l-waħda li titwettaq fil-livelli kollha, iżda li jieqaf ċerti tipi ta 'mikro-organiżmi. Hija glycolysis, u huwa hawnhekk li d-differenzi jidhru b'mod ċar fil-konverżjoni futur ta 'sustanzi bejn it-trattament erobiku u anerobika.

pass ossidazzjoni Bijoloġiċi ta 'dan il-mod numerużi.

1. Glycolysis, jiġifieri ossidazzjoni ta 'molekuli ta' glucose għall pyruvate.
2. Fermentazzjoni, li jwassal għal riġenerazzjoni ta 'ATP.

Fermentazzjoni jistgħu jkunu ta 'tipi differenti, jiddependi fuq l-organiżmu, l-implimentazzjoni tagħha.

fermentazzjoni lattika

Imwettqa minn batterji aċidu lattiku u xi fungi. L-essenza huwa li tkun restawrata l-PVC għall-aċidu lattiku. Dan il-proċess huwa użat fl-industrija biex jipproduċu:

• prodotti tal-ħalib;
• ħaxix u frott imnaddfin;
• furrajna għall-annimali.

Dan it-tip ta 'fermentazzjoni huwa wieħed mill-aktar użati fil-bżonnijiet umani.

fermentazzjoni alkoħolika

nies magħrufa mill-ħinijiet l-aktar antiki. L-essenza tal-proċess huwa li jikkonvertu STC f'żewġ molekuli ta 'etanol u żewġ dijossidu tal-karbonju. Permezz ta 'dan ħruġ prodott, dan it-tip ta' fermentazzjoni użat biex jipproduċu:

• ħobż;
• inbid;
• birra;
• ħelu u affarijiet oħra.

Wettaq ħmira faqqiegħ tiegħu u mikro-organiżmi batterjali.

butiriku fermentazzjoni aċidu

Biżżejjed tip ristrett speċifiku ta 'fermentazzjoni. batterji jinġarru tal-ġeneru Clostridium. L-essenza tikkonsisti fil-konverżjoni ta pyruvate f'aċidu butiriku, jagħtu irwejjaħ ikel u t-togħma mranġta.

Għalhekk reazzjoni biooxidation għaddej din it-triq, huwa prattikament użat fl-industrija. Madankollu, dawn il-batterji huma ikel awto miżruha u l-ħsara, jitbaxxew kwalità tagħhom.